如何在 Java8 中風騷走位避開空指標異常

犬小哈發表於2019-01-18

文章整理翻譯自 winterbe.com/posts/2015/…

如何在 Java8 中風騷走位避開空指標異常

要說 Java 程式設計中哪個異常是你印象最深刻的,那 NullPointerException 空指標可以說是臭名昭著的。不要說初級程式設計師會碰到, 即使是中級,專家級程式設計師稍不留神,就會掉入這個坑裡。

Null 引用的發明者 Tony Hoare 曾在 2009 年作出道歉宣告,宣告中表示,到目前為止,空指標異常大約給企業已造成數十億美元的損失。

下面是 Tony Hoare 的原話:

我將 Null 引用的設計稱為是一個數十億美元的錯誤。1965 那年,我正在用面嚮物件語言(ALGOL W) 設計首個功能全面的系統。當時我的考量是,確保所有被使用的引用都是安全的,編譯器會自動進行檢查。但是,我沒有抵住誘惑,加入了 Null 引用,僅僅是為了實現起來省事。這之後,它導致了數不清的 bug、錯誤和系統崩潰,也為企業導致了不可估量的損失。

事已至此,我們必須學會面對它。So, 我們要如何防止空指標異常呢?

唯一的辦法就是對可能為 Null 的物件新增檢查。但是 Null 檢查是繁瑣且痛苦的。所以一些比較新的語言為了處理 Null 檢查,特意新增了特殊的語法,如空合併運算子

GroovyKotlin 這樣的語言中也被稱為 Elvis 運算子。

不幸的是,在老版本的 Java 中並沒有提供這樣的語法糖。Java8 中在這方面做了改進。所以,這篇文章就特意來介紹一下如何在 Java8 中利用新特性來編寫防止 NullPointerException的發生。


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Java8 中如何加強對 Null 物件的檢查?

在上篇文章 Java8 新特性指導手冊 中簡單的提了一下如何通過 Optional 類來對物件做空校驗。接下來,我們再細說一下:

如何在 Java8 中風騷走位避開空指標異常

在業務系統中,物件中巢狀物件是經常發生的場景,如下示例程式碼:

// 最外層物件
class Outer {
    Nested nested;
    Nested getNested() {
        return nested;
    }
}
// 第二層物件
class Nested {
    Inner inner;
    Inner getInner() {
        return inner;
    }
}
// 最底層物件
class Inner {
    String foo;
    String getFoo() {
        return foo;
    }
}
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業務中,假設我們需要獲取 Outer 物件對底層的 Inner 中的 foo 屬性,我們必須寫一堆的非空校驗,來防止發生 NullPointerException

// 繁瑣的程式碼
Outer outer = new Outer();
if (outer != null && outer.nested != null && outer.nested.inner != null) {
    System.out.println(outer.nested.inner.foo);
}
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通過 Optional

在 Java8 中,我們有更優雅的解決方式,那就是使用 Optional是說,我們可以在一行程式碼中,進行流水式的 map 操作。而 map 方法內部會自動進行空校驗

Optional.of(new Outer())
    .map(Outer::getNested)
    .map(Nested::getInner)
    .map(Inner::getFoo
    .ifPresent(System.out::println); // 如果不為空,最終輸出 foo 的值
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通過 suppiler 函式自定義增強 API

上面這種方式個人感覺還是有點囉嗦,我們可以利用 suppiler 函式來出一個終極解決方案:

public static <T> Optional<T> resolve(Supplier<T> resolver) {
    try {
        T result = resolver.get();
        return Optional.ofNullable(result);
    }
    catch (NullPointerException e) {
        // 可能會丟擲空指標異常,直接返回一個空的 Optional 物件
        return Optional.empty();
    }
}
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利用上面的 resolve 方法來重構上述的非空校驗程式碼段:

Outer obj = new Outer();
// 直接呼叫 resolve 方法,內部做空指標的處理
resolve(() -> obj.getNested().getInner().getFoo());
    .ifPresent(System.out::println); // 如果不為空,最終輸出 foo 的值
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最後

你需要知道的是,上面這兩個解決方案並沒傳統的 null 檢查效能那麼高效。但在絕大部分業務場景下,捨棄那麼一丟丟的效能來方便編碼,是完全可取, 除非是那種對效能有嚴格要求的場景,我們才不建議使用。

個人覺得,真要拿這點效能說事,還不如去優化優化 sql 語句,業務邏輯等。

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