【Java】异常处理之 NullPointerException

阳光穿透心脏的1/2处 2024-03-23 20:22 23阅读 0赞

在所有的`RuntimeException`异常中，Java程序员最熟悉的恐怕就是`NullPointerException`了。

`NullPointerException`即空指针异常，俗称NPE。如果一个对象为null，调用其方法或访问其字段就会产生`NullPointerException`，这个异常通常是由`JVM`抛出的，例如：

// NullPointerException
    public class Main {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            String s = null;
            System.out.println(s.toLowerCase());
        }
    }

指针这个概念实际上源自C语言，Java语言中并无指针。我们定义的变量实际上是引用，`Null Pointer`更确切地说是`Null Reference`，不过两者区别不大。

## 处理`NullPointerException` ##

如果遇到`NullPointerException`，我们应该如何处理？首先，必须明确，`NullPointerException`是一种代码逻辑错误，遇到`NullPointerException`，遵循原则是早暴露，早修复，严禁使用catch来隐藏这种编码错误：

// 错误示例: 捕获NullPointerException
    try {
        
        transferMoney(from, to, amount);
    } catch (NullPointerException e) {
        
    }

好的编码习惯可以极大地降低`NullPointerException`的产生，例如：

成员变量在定义时初始化：

public class Person {
        
        private String name = "";
    }

使用空字符串"“而不是默认的null可避免很多`NullPointerException`，编写业务逻辑时，用空字符串”"表示未填写比null安全得多。

返回空字符串""、空数组而不是null：

public String[] readLinesFromFile(String file) {
        
        if (getFileSize(file) == 0) {
        
            // 返回空数组而不是null:
            return new String[0];
        }
        ...
    }

这样可以使得调用方无需检查结果是否为null。

如果调用方一定要根据null判断，比如返回null表示文件不存在，那么考虑返回Optional：

public Optional<String> readFromFile(String file) {
        
        if (!fileExist(file)) {
        
            return Optional.empty();
        }
        ...
    }

这样调用方必须通过`Optional.isPresent()`判断是否有结果。

## 定位NullPointerException ##

如果产生了`NullPointerException`，例如，调用a.b.c.x()时产生了`NullPointerException`，原因可能是：

a是null；  
a.b是null；  
a.b.c是null；  
确定到底是哪个对象是null以前只能打印这样的日志：

System.out.println(a);
    System.out.println(a.b);
    System.out.println(a.b.c);

从Java 14开始，如果产生了`NullPointerException`，JVM可以给出详细的信息告诉我们null对象到底是谁。我们来看例子：

public class Main {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Person p = new Person();
            System.out.println(p.address.city.toLowerCase());
        }
    }
    
    class Person {
        
        String[] name = new String[2];
        Address address = new Address();
    }
    
    class Address {
        
        String city;
        String street;
        String zipcode;
    }

可以在`NullPointerException`的详细信息中看到类似`... because "<local1>.address.city"`is null，意思是city字段为null，这样我们就能快速定位问题所在。

这种增强的`NullPointerException`详细信息是Java 14新增的功能，但默认是关闭的，我们可以给JVM添加一个-`XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages`参数启用它：

`java -XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages Main.java`

## 小结 ##

`NullPointerException`是Java代码常见的逻辑错误，应当早暴露，早修复；

可以启用Java 14的增强异常信息来查看`NullPointerException`的详细错误信息。