NPE : NullPointerException
空指针异常是最常见的Java异常之一,抛出NPE错误不是用户操作的错误,而是开发人员的错误,应该被避免,那么只能在每个方法中加入非空检查,阅读性和维护性都比较差。
以下是一个常见的嵌套对象:一个用户所拥有的汽车,以及为这个汽车配备的保险。
public class User { private String userName; private Car car; public String getUserName() { return userName; } public void setUserName(String userName) { this.userName = userName; } public Car getCar() { return car; } public void setCar(Car car) { this.car = car; } } public class Car { private String carName; private Insurance insurance; public String getCarName() { return carName; } public void setCarName(String carName) { this.carName = carName; } public Insurance getInsurance() { return insurance; } public void setInsurance(Insurance insurance) { this.insurance = insurance; } } public class Insurance { private String insuranceName; public String getInsuranceName() { return insuranceName; } public void setInsuranceName(String insuranceName) { this.insuranceName = insuranceName; } }
如果我们此时,需要获取一个用户对应的汽车保险名称,我们可能会写出来以下的代码
private String getInsuranceName(User user) { return user.getCar().getInsurance().getInsuranceName(); }
显然上面的程序是存在诸多NullPointerException隐患的,为了保证程序的健壮性,我们需要尽量避免出现空指针NullPointerException,那么通常我们会有以下两种写法。
private String getInsuranceName(User user) { if (user != null) { Car car = user.getCar(); if (car != null) { Insurance insurance = car.getInsurance(); if (insurance != null) { return insurance.getInsuranceName(); } } } return "not found"; }
private String getInsuranceName(User user) { if (user == null) { return "not found"; } Car car = user.getCar(); if (car == null) { return "not found"; } Insurance insurance = car.getInsurance(); if (insurance == null) { return "not found"; } return insurance.getInsuranceName(); }
为了避免出现空指针,我们通常会采用以上两种写法,但是它们复杂又冗余,为了鼓励程序员写更干净的代码,代码设计变得更加的优雅。JAVA8提供了Optional类来优化这种写法。
Java 8中引入了一个新的类java.util.Optional<T>。这是一个封装Optional值的类。举例来说,使用新的类意味着,如果你知道一个人可能有也可能没有车,那么Person类内部的car变量就不应该声明为Car, 遇某人没有车时把null引用值给它,而是应该如下图所示直接将其声明为Optional<Car>类型。
变量存在时,Optional类只是对类简单封装。变量不存在时,缺失的值会被建模成一个“空” 的Optional对象,由方法Optional.empty()返回。它返回Optional类的特定单一实例。
null引用和Optional.empty() 有什么本质的区别吗?
从语义上,你可以把它们当作一回事儿,但是实际中它们之间的差别非常大:如果你尝试直接引用一个null,一定会触发NullPointerException,不过使用 Optional.empty()就完全没事儿,它是Optional类的一个有效对象。
使用Optional而不是null的一个非常重要而又实际的语义区别是,第一个例子中,我们在声明变量时使用的是Optional<Car>类型,而不是Car类型,这句声明非常清楚地表明了这里发生变量缺失是允许的。与此相反,使用Car这样的类型,可能将变量赋值为null,你只能依赖你对业务模型的理解,判断一个null是否属于该变量的有效值又或是异常情况。
public class User { private String userName; private Optional<Car> car; public String getUserName() { return userName; } public Optional<Car> getCar() { return car; } } public class Car { private String carName; private Optional<Insurance> insurance; public String getCarName() { return carName; } public Optional<Insurance> getInsurance() { return insurance; } } public class Insurance { private String insuranceName; public String getInsuranceName() { return insuranceName; } }
发现Optional是如何 富你模型的语义了吧。代码中person引用的是Optional<Car>, 而car引用的是Optional<Insurance>,这种方式非常清晰地表达了你的模型中一个person 可能有也可能没有car的情形,同样,car可能进行了保险,也可能没有保险。
与此同时,我们看到insurance的名称insuranceName被声明成String类型,而不是Optional- <String>,这非常清楚地表明声明为insurance的类中的名称字段insuranceName是必须存在的。
使用这种方式, 一旦通过引用insurance获取insuranceName时发生NullPointerException,你就能非常确定地知道出错的原因,不再需要为其添加null的检查查,因为null的检查查只会掩盖问题,并未真正地修复问题。
insurance必须有个名字,所以,如果你遇到一个insurance没有名称,你需要调查你的数据出了什么问题,而不应该再添加一段代码,将这个问题隐藏。