Java 中更好的空值检查

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照片由 Estée Janssens 在 Unsplash 上拍摄

Java 运行着世界上一些最大的网站和平台，但我经常对其语言的设计感到困惑。

然而，Java 确实是一种非常出色的语言，能够高效地完成工作。我在Expedia和OpenMarket等公司工作时，曾将 Java 投入生产环境，每秒处理数千个请求。Java 编译器以及围绕该语言的强大生态系统中提供的出色开发工具，可以有效防止各种应用程序错误。

遗憾的是，Java 应用程序中最常见的错误是 NullPointerException。每当 JVM 尝试取消引用变量时，如果发现值为 null 而不是对象，就会抛出NullPointerException。如何避免这种情况？答案很简单：不要让任何变量指向 null。

不幸的是，Java 是一种糟糕的语言，它实际上强制程序员创建（或通过方法参数接收）引用 null 的变量。任何已声明但未初始化的变量都会自动引用 null，而其他 Java 语言结构（例如 try/catch）则强制变量必须在外部作用域中声明，而 null 是唯一有效的选择之一。

下面是一个常见的例子，来自一个官方 Java 教程，该教程被认为是优秀的 Java：

如果之后有其他代码使用了 out 变量，则必须再次执行空值检查（如第 19 行所示）。如果频繁使用 out 变量，应用程序可能会充斥着大量的空值检查。

解决方法

我认为我有一个解决方案，但我想简要提一下现有的几种处理方法，以及为什么我认为我们仍然需要其他方法。

选项 1：不进行空检查。

一种想法是干脆不做空检查。等 NullPointerException 发生后再采取措施解决根本原因。Robert Brautingham 的《为什么我从不进行参数空检查》就是这种理念的一个例子。

当真正有可能解决根本原因时，我当然同意这种想法。不幸的是，我认为很多时候实际的语言会强制程序员进行空值检查。即使语言本身没有，其他库也会有。

照片由 Marvin Meyer 在 Unsplash 上拍摄

选项 2：使用可选。

另一个选择（哈哈，明白了）是使用 Java 8 中引入的 Optional 类。Baeldung的《Java 8 Optional 指南》很好地介绍了它的用法。说实话，如果代码要处理 Stream，这主意不错。这也就是 Optional 的用途，如果你有这个选择（好吧，好吧，我知道这么说有点牵强），那就试试吧。

然而，我发现，在很多情况下，尴尬的空检查已经被仍然尴尬的 Optional 使用所取代，比如这个来自流行的开源 Java 工具的例子：

这与这个孪生代码中的空检查没什么不同：

String pathsStr = get(PATHS_KEY);
if (pathsStr != null) {
  ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
  try {
    String[] paths = objectMapper.readValue(pathsStr, String[].class);

类似这样的例子使得很多 Java 社区成员认为Optional.get 是一种代码异味。

更好的方法

其他语言（如 Groovy 和 C#）有一个很好的空条件运算符，允许程序员指定引用链可能在某处包含空值，而处理该问题的自然方法就是短路调用链并产生空值。

这是 C# 文档中的第一个示例：

Java 不允许创建运算符，因此我们无法完全模仿这种行为。不过，我利用 Java 8 中的一些函数式特性（例如方法引用）创建了类似的功能。不妨看看。

举一个激励性的例子，在标准 Java 中，在用户的帐户中查找其邮政编码可能与此类似：

在十行空间中进行了三次空检查。

使用我的解决方案（已作为 Mill 库的一部分发布），可以将激励示例转换为：

之后会进行一次空值检查。或者，如果空字符串或其他默认值可能更适用，则可以使用 getOrDefault() 方法。此外，当更适合抛出异常时，还可以使用 getOrThrow() 方法。

照片由 Tanguy Sauvin 在 Unsplash 上拍摄

Mill采用 MIT 许可证，因此您可以自由获取 jar 包并将其添加到应用程序的类路径中。Mill还具有许多实用的流相关功能，可以使流更加流畅、可读性更强。

如果您愿意贡献代码，Mill 也欢迎您的贡献。代码库可以在 Github 上找到。我正在考虑将其发布出去，以便轻松添加到 Maven 或 Gradle 文件中。但所有事情都需要时间，并得到正确的帮助。

后记

我确信，只要 Java 还存在，Java 代码中就一定会有空值检查。问题是，我们能否做得比 Java 标准允许的更好？我相信答案是肯定的，我们可以。我希望通过结合本文提到的各种方法，包括 Mill 的 NullSafe 类，我们可以继续使我们的应用程序代码更加优雅，并防止 Java 应用程序中出现更多的 NullPointerException。