领导问我 Kotlin 的 Nothing 是什么？

前几天我正在写代码，我领导突然给我发消息。

领导：Nothing 我：is impossible? 领导：Kotlin 这东西什么意思？ 我：撤回一条消息 我：等会儿，领导，现在项目很急，我抽空给你写篇文章。

但是当我真的开始写的时候，我发现 Nothing、Any、Unit 这三个类型可以一起讲讲，因为相对于 Java，这三个类型确实比较特殊。

简单来讲：

Any 是所有非空类型共同的超类型，可以接收任何非空值。Unit 表示“事情做完了，没有结果要交回来”。Nothing 表示“这段代码不会正常执行完”，比如它总会抛出异常。

在 GitHub 找一个较为复杂的 Android 项目，你很可能同时看到这三个类型。

按钮的回调是 onClick: () -> Unit，加载状态是 UiState<Nothing>，埋点参数的值是 Any?。

这些写法看起来好像比较随意，但实际上一旦你熟了，你就知道它们既告诉开发者，也告诉编译器一些有用的信息。

现在你肯定想问：这三个类型分别是什么意思？跟 Java 有什么区别？

OK，我们从 Android 里常见的几段代码说起。

它们在 Kotlin 类型体系的哪一层

可以把 Kotlin 的类型体系想成一架梯子。

• 最上面是 Any?，所有值都能放进去，包括 null。
• 非空类型这边的顶端是 Any，除了 null，什么值都能放进去。
• 中间是平时用的类型，比如内置的 String 和 Int、自己写的类（像原作者在这个系列的点餐应用里用到的 Order），还有 Unit。
• 最下面是 Nothing，它没有任何值。Nothing 是所有类型的子类型，这点很重要！！！

类型越靠上，能接收的值越多，但你对这个值知道得越少。

而 Nothing 是另一个极端：它告诉编译器，“你不会从这里拿到任何值。”

什么是 Any

所有 Kotlin 类最终都继承自 Any，即使你没有显式写出来也是如此。所以，每个对象都有 equals()、hashCode() 和 toString() 这三个函数。

类型为 Any 的参数可以接收任意非空值。

Android 里一个常见的场景是埋点：同一条事件里可能有数字、文本，也可能有对象。

// Sends one analytics event with any mix of values
fun logEvent(name: String, vararg params: Pair<String, Any?>) { /* ... */ }

logEvent("checkout", "items" to 3, "coupon" to "SAVE10", "note" to null)

这里每个参数的值用的是 Any?，因为备注可能是 null。如果想按实际类型使用这个值，可以先用 is 检查。比如在 if (value is String) 的分支里，编译器允许你直接写 value.length。这就是智能转换（smart cast）。

在 JVM 上，Kotlin 把 Java 的 Object 映射为 Any。

当然，两者还是有区别的：Any 只定义了上面三个成员函数，且不能直接在它上面调用 wait() 或 notify()。

如果是写日志、记埋点，跟 Bundle 打交道时，Any 很方便。

但在应用内部，用它会丢掉具体的类型信息。如果你写的函数接收 Any，然后内部还用 is 检查各种类型，那么，我劝你，写成密封类型或泛型通常更合适。

Unit Vs Java void

假设，函数做了点事，但没有结果要交给调用方，这时可以返回 Unit。

当然，在 Kotlin 中，一般不用写出来：

fun clearCart() { cartItems.clear() }   // return type is Unit

Java 的 void 表示没有返回值。

Kotlin 的 Unit 是一个类型，它唯一的值也叫 Unit。

下面是 Kotlin 2.4.0 标准库中 JVM 版的 Unit 定义。

public actual object Unit {
    override fun toString(): String = "kotlin.Unit"
}

这里用 object 声明单例。

Unit 既然是个值，你甚至可以把它存起来：val result = clearCart() 可以编译，打印 result 会得到 kotlin.Unit。

多了一个值，会有额外开销吗？像 clearCart() 这样直接调用、又不接收结果，就没有额外的返回值开销。它在 JVM 上会编译成一个返回 void 的方法，既不用创建 Unit 对象，也不用返回它。

那为什么还需要一个类型？因为 Unit 可以用在泛型里，void 不行。

• onClick: () -> Unit 是一个函数类型，表示回调不需要给调用方返回有用的结果。
• suspend fun cancelOrder(id: String): Result<Unit> 表示取消操作可能成功，也可能失败，但成功时没有额外的数据。
• MutableSharedFlow<Unit> 可以用来从 ViewModel 发出不带数据的事件，比如“订单已提交，关闭购物车页面”。收到事件本身就够了，所以可以用 Unit。默认的 MutableSharedFlow() 在没有订阅者时不会保留事件。

在 Java 的泛型里表达“没有结果”，可以用 Void，再写个 return null。Kotlin 直接用 Unit 就行。

好，领导关心的重点来了！

Nothing 是什么

Nothing 表示代码不会正常结束。它没有任何值，所以声明返回 Nothing 的函数不会正常返回，比如它可能抛出异常，或者一直循环下去。

其实你已经用过它了。

throw 是一个类型为 Nothing 的表达式，标准库里的 error() 和 TODO() 也都声明返回 Nothing。

Nothing 在梯子的最下面，是所有类型的子类型。所以，下面的代码能通过编译：

data class Order(val id: String, val total: Int)
fun findOrder(id: String): Order? = orders[id]   // null when not found

val order: Order = findOrder(orderId) ?: error("Order $orderId not loaded")

?: 有两条路径。找到订单时，左边给出一个 Order；找不到时，右边的 error() 抛出异常，不会给出任何值，表达式的类型是 Nothing。因此整个 ?: 表达式的类型是 Order，order 不需要声明成 Order?。

自己写辅助函数时，返回类型也会影响编译器的判断。下面是 stopOrder 的两个版本，第二个用来替换第一个：

fun orderTotal(id: String): Int {
    val order = findOrder(id)
    if (order == null) stopOrder(id)
    return order.total   // error: order is still Order?
}

// ! Almost right: the helper always throws, but the compiler doesn't know
fun stopOrder(id: String) {
    throw IllegalStateException("Order $id not loaded")
}

用下面这个版本替换第一个 stopOrder，再编译 orderTotal。

// ✓ Right: Nothing tells the compiler this call never comes back
fun stopOrder(id: String): Nothing {
    throw IllegalStateException("Order $id not loaded")
}
// Now order.total compiles, because order can't be null after that line

第一个版本的 stopOrder 是块体函数，省略返回类型时默认是 Unit。

从调用方看，执行完 stopOrder(id) 之后还有可能继续往下走，而此时 order 仍可能为 null。所以直接访问 order.total 会报错，要求使用安全调用 ?. 或非空断言 !!；一种快速修复是写成 order!!.total。

但 stopOrder(id) 加上 : Nothing 以后，编译器就知道：如果 order 是 null，代码就走不到 return order.total。因此在访问 total 时，order 已经被智能转换为 Order，不用写 !!。

为什么你会看到 UiState

这是 Android 代码里常见的一种写法。

很多应用把表示界面状态的类型叫作 UiState，这里用的是 OrderState。

sealed interface OrderState<out T> {
    data object Loading : OrderState<Nothing>
    data class Ready<T>(val data: T) : OrderState<T>
    data class Failed(val message: String) : OrderState<Nothing>
}

val state: OrderState<Order> = OrderState.Loading   // compiles, it's amazing

Loading 不携带数据，所以它的类型参数可以用 Nothing。

Nothing 是 Order 的子类型，而 T 用 out 声明为协变。因此，OrderState<Nothing> 也是 OrderState<Order> 的子类型。无论 T 是什么，都可以用同一个 Loading 对象。

当然，去掉 out 的话，最后一行就会报错：初始化值的类型不匹配。

快速对照

类型	能表示什么	Android 中的例子
Any?	任意值，包括 null	埋点参数、Map<String, Any?>、equals(other: Any?)
Any	任意非空值	接收非空值的日志函数
Unit	唯一的值是 Unit，表示没有需要返回的结果	() -> Unit、Result<Unit>、Flow<Unit>
Nothing	没有值，表示这条路径不会正常结束	throw、error()、TODO()、UiState<Nothing>

几个常见问题

Any 和 Java 的 Object 是一回事吗？

在 JVM 上，两者有对应关系。如果 Java 方法的 Object 参数没有可空性标注，在 Kotlin 里通常会看到平台类型 Any!。Any 本身是 Kotlin 的类型，只定义了三个成员函数，在 JVM 之外的 Kotlin 平台上也有。

Unit 和 Nothing 有什么区别？

返回类型是 Unit 的函数正常返回时，没有需要交给调用方的结果。返回类型是 Nothing 的函数则不会正常返回。在 JVM 字节码里，像 clearCart() 这样的普通 Unit 函数通常编译为返回 void 的方法，而声明返回 Nothing 的普通方法在 JVM 上的返回类型是 java.lang.Void（这个真的是个类型）。

null 是什么类型？

写下 val x = null，编译器会把 x 推断为 Nothing?。Nothing? 只有一个值，就是 null。它是所有可空类型的子类型，所以 null 可以赋给任何 T?。

写代码时记住什么？

Any? 在梯子顶端，能接收任意值；Any 紧挨着它，能接收任意非空值，但不会告诉你具体是什么。

Unit 是一个类型，它唯一的值也叫 Unit，表示没有结果要返回。

Nothing 在最底下，告诉编译器这条路径不会正常返回，编译器就能更准确地判断其他路径上的类型。

写一个总会抛异常的辅助函数时，记得把返回类型写成 : Nothing。这样编译器就能在后续代码里做智能转换，你也能少写几个 !!。