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防止-NPE-是程序员的基本修养

jiezi

引言

最近看到《阿里巴巴 Java 开发手册》(公众号回复 [ 开发手册 ] 免费获取)第 11 条规范写到：

防止 NPE，是程序员的基本修养

NPE(Null Pointer Exception)一直是开发中最头疼的问题，也是最容易忽视的地方。记得刚开始工作的时候所在的项目组线上出现最多的 bug 不是逻辑业务 bug 而是 NPE，所以后面项目组出了一个奇葩的规矩，线上如果谁出现一个 NPE 的问题就罚款100 元, 用作团建费用。如果项目组每个人一个月都出现个两三个NPE 的话。那么项目组是不是每个月都可以去团建下（自己掏钱海吃海喝，心不心疼）。不过自从这个规矩实施以来，线上的 NPE 就渐渐的少了，从最初的一个月团建一次到最后的半年团建一次。大家写代码都比较谨慎了，只要用到对象或者集合的时候二话不说上来先判空，所以产生的 NPE 就少了。

业务中返回结果的空值

在我们常见的业务开发中是不是经常会有这样的接口：

package com.workit.demo.nullexcption;

import com.workit.demo.proxy.User;

import java.util.List;

public interface IUserSearchService {
  /**
   * 查询用户列表
   * @return
   */
  List<User> listUser();}

这个接口是不是存在两个潜在的问题？

  • listUser这个方法 如果没有数据，那它是返回空集合还是 null 呢？
  • getUserById 如果根据 ID 没有找到用户，是抛异常还是返回 null 呢？

首先我们先看下 listUser 这个方法的实现：

 public List<User> listUser() {List<User> userList = userRepository.listUser();
        if (null == userList || userList.size() == 0) {return null;}
        return userList;
    }

这种实现如果调用者是一个严谨的人或者像我这样被 NPE 罚款买过单的人，是会对返回结果进行 null 的判断。如果调用者并非谨慎的人或者刚刚入门的人，他就会按照自己的理解去调用接口，拿到结果就不管三七二十一上来对结果就是一顿循环操作，而不进行是否为 null 的条件判断，如果这样的话，是非常危险的，它很有可能出现空指针异常！这就是在代码中埋了一个定时炸弹，不知道什么时候就会爆炸。

由于存在这种不安全的隐患我们可以看下第二种实现：

  public List<User> listUser() {List<User> userList = userRepository.listUser();
        if (null == userList || userList.size() == 0) {return new ArrayList<>();
        }
        return userList;
    }

对于这种实现它一定会返回 List，即使没有数据，也会返回一个空集合。通过以上的修改，我们成功的避免了有可能发生的空指针异常，这样的写法更安全！
那针对于上面的两种实现，一个是需要调用者进行判空，一个是提供接口的人返回默认值。那我们到底应该用哪种方式呢？这种情况《阿里巴巴开发手册》也有明确规定：
所以还是那句话使用 任何对象或者集合之前记得先判空。

业务中请求参数空值

 /**
   * 根据用户 ID 查询当前用户
   * @param id
   * @return
   */
  User getUserById(Integer id);

这个接口的描述，你能确定入参 id 一定是必传的吗？我觉得答案应该是：不能确定。除非接口的文档注释上加以说明。那么我们应该怎样来约束入参呢？

  • 强制约束
  @Override
    public User getUserById(Integer id) {if (Objects.isNull(id)){throw new IllegalArgumentException("id 不能为空");
        }
        return null;
    }

通过 jsr 303 进行严格的约束声明配合 AOP 的操作进行验证。

User getUserById(@NotNull  Integer id);

其他需要注意的 NPE

switch 中的空指针异常

看下面的列子妥妥的NPE

 public static void main(String[] args) {eat(null);
    }
     enum EatType{Breakfast,Lunch,Dinner;}
    public static void eat(EatType eatType){switch(eatType){
            case Breakfast:
                System.out.println("吃早饭");
                break;
            case Lunch:
                System.out.println("吃中饭");
                break;
            case Dinner:
                System.out.println("吃晚饭");
                break;
            default:
                System.out.println("输入错误");
                break;
        }
    }
数据库的 sum 函数


如果 price 对应的所有的值为 null，那么算出来的和为null。

如果采用 ifnull 函数就可以求和就是 0 这样就可以避免空指针。

使用 Map 类集合时需要注意存储值为 null 的时候

笔者就是由于存储了 null 值造成生产事故，差点被开除了！详细介绍可以阅读以前文章《Java 采坑记》

使用 java.util.stream.Collectors 类的 toMap()方法注意 value 为空时


如果项目里面就是有 null 值怎么办呢？可以用下面几种方法来解决：

  • 过滤值为 null
  • 换一种写法
  • 据说这个问题 java9 就修复了，所以也可以尝试升级 jdk
  List<Pair<String, Double>> pairArrayList = new ArrayList<>(2);
        pairArrayList.add(new Pair<>("version1", 4.22));
        pairArrayList.add(new Pair<>("version2", null));
        // 第一种过滤值为 null 的
        Map<String, Double> map = pairArrayList.stream().filter(p-> Objects.nonNull(p.getValue())).collect(Collectors.toMap(Pair::getKey, Pair::getValue, (v1, v2) -> v2));
        System.out.println(map.toString());
        // 换一种实现方式
        LinkedHashMap<Object, Object> collect = pairArrayList.stream().collect(LinkedHashMap::new, (m, v) -> m.put(v.getKey(), v.getValue()), LinkedHashMap::putAll);
        System.out.println(collect.toString());

输出结果

{version1=4.22}
{version1=4.22, version2=null}

这个方法还有一个坑 如果 key 相同也会抛异常，感兴趣的同学可以动手试试。

使用 Collection 接口任何实现类的 addAll()方法时，都要对输入的集合参数进行 NPE 判断。

三目运算符可能产生 NPE

那么如何有效的避免 NPE 呢

  • 使用对象或者集合之前记得先判空。
  • 使用 JDK 一些 API 的方法记得要点进源码去大概看看，不要随便拿来就用。
  • 单元测试要对空值进行测试，保证程序的健壮性。
  • 合理的使用 JDK1.8 提供的 Optional 来避免NPE。
  • 提供接口时候需要对非空参数进行说明，并且对非空参数进行校验，不要太相信调用者。
  • 调用接口的时候一定要对接口返回值进行判空，不要太相信接口提供者。（这个肯定会有值的）。
  • 小心使得万年船

结束

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参考
《阿里巴巴泰山版 Java 开发手册》(公众号回复[ 开发手册 ] 免费获取)

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