消灭空指针，Java 8 给我们更好的解决方案

前言

大家好，我是小郭。

在平时的业务开发中，空指针是我们经常遇到的问题，

他可能会导致我们的流程无法正常进行或者一些意外情况的发生。

这就是我们需要避免空指针的原因，那我们有哪些方式去解决这个问题呢？

空指针场景

1. 包装类型字段，因为自动拆箱出现空指针;
2. A对象包含B对象，通过A对象获取B对象字段时，没有判断就直接去调用B对象中的方法出现空指针;
3. 字符串比较，null.equal("字符串")出现空指针
4. 远程返回的List不是空数组而是null，对其进行操作出现空指针。

线上空指针问题如何排查

日常的开发过程中，一般情况下我们都是通过查看日志来排查空指针的问题，如果日志没有做到位的情况下，我们只能通过NullPointerException抛出的位置去跟踪代码。

这就要求我们，在写代码的时候做好日志的打印

1. 调用方法的入口进行入参的打印，方法返回的结果进行出参打印

如果没有提前做好日志打印，那我们可以考虑利用阿里的Java诊断工具Arthas来处理

1. Arthas启动后，获取来了JVM进程
2. 通过watch指令来监测方法的入参情况

思考

对于这个问题，我总结了一些我在工作中使用到的方法，

最直接的操作都是从根源上消灭出现空指针的可能性，进行先判空再操作。

下面拿商品信息作为一个例子，我们要得到他店铺的名称，你会怎么写

@Data
public class ProductVO implements Serializable {
    @ApiModelProperty("skuId")
    private Long skuId;
    @ApiModelProperty("商品名称")
    private String name;
    @ApiModelProperty("品牌名")
    private String brandName;
    @ApiModelProperty("库存")
    private Integer quantity;
    @ApiModelProperty("小图列表")
    private List smallImgUrls;
    @ApiModelProperty("店铺信息")
    private ShopVO shop;
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1. 防御性检查，每一个变量都做一次null检查，每一次不确定一个变量是否为null时，都需要添加一个嵌套的if块，这增加了代码的层数。

// 获取店铺名称
private String getShopName1(ProductVO productVO){
    if (productVO != null){
        ShopVO shop = productVO.getShopVO();
        if (shop != null){
            return shop.getName();
        }
    }
    return "";
}
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1. 快速失败检查，每一个null检查都是一个退出点，都返回一个固定的字符串，但是不能避免的是，忘记对某一个变量的检查。

// 获取店铺名称
private String getShopName2(ProductVO productVO){
    String result = "";
    if (Objects.isNull(productVO)){
        return result;
    }
    ShopVO shop = productVO.getShopVO();
    if (Objects.isNull(shop)){
        return result;
    }
    return shop.getName();
}
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1. 人为控制，对数据进行严格的控制，不能存在非空字段，但是不能很难保证所有数据都是正常的数据

2. 利用Java8中的optional来做控制，对缺失的值建模，变量存在时对类进行简单的封装，不存在时，缺失的值会被建模成一个空的Optional对象

private static String getName4(ProductVO productVO){
    return Optional.ofNullable(productVO).flatMap(data -> Optional.ofNullable(data.getShopVO()))
            .map(ShopVO::getName).orElse("");
}
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1. 创建一个Optional封装的ProductVO对象

2. 将Optional转换为Optional

3. 利用map，将Optianal转换为Optional

4. 调用链上的任何一个方法，返回一个空，那么结果就是我们设置的默认值

上面的几种方法中，我们看到了第四种方法，只用了一行代码就帮我们实现了消灭空指针的动作，但是Java 8中的 Optional 需要结合多个的方法来使用他，现在网上已经有很多详细方法文章，就不再做过多的介绍。

注意flatMap 与 Map 的区别

对于Stream流的运算中，flatMap 与 Map是我们常使用到的方法，很多人都没有搞清楚他们的差别是什么。

map(): map对列表中的每个元素应用一个函数，返回应用后的元素所组成的列表。

flatMap(): flatMap是一种常用的组合子，结合映射[mapping]和扁平化[flattening]。 flatMap需要一个处理嵌套列表的函数，然后将结果串连起来。

举个例子，一眼看出他们的区别

List<String> list = Arrays.asList("北京 天安门", "上海 东方明珠", "厦门 鼓浪屿"); 
//flatMap方法 
list.stream().flatMap(item -> Arrays.stream(item.split(" "))).collect(Collectors.toList()).forEach(System.out::println);
//结果： 北京 天安门 上海 东方明珠 厦门 鼓浪屿 
// Map方法 
list.stream().map(item -> Stream.of(item.split(" "))).forEach(System.out::println); 
// java.util.stream.ReferencePipeline$Head@6576fe71 
// java.util.stream.ReferencePipeline$Head@76fb509a 
// java.util.stream.ReferencePipeline$Head@300ffa5d
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我们可以看到他们结果差异是非常大的

Map方法将list转换为了三个小的List对象的结果集

FlatMap方法的操作就是比Map方法的基础上，多做了一个扁平化[flattening]操作，将结果转化成一级结构，将里面的结果都取出来。

实践

List<ProductRespDTO> list = productVOList.getList().stream().map(d -> {
    return ProductRespDTO.builder().drugEncode(d.getSkuId()).drugName(d.getName())
        .price(BigDecimal.valueOf(d.getPrice()).divide(new BigDecimal("100"))).usage(d.getUseMethod())
        .imgUrl(d.getSmallImgUrls().stream().findFirst().orElse(null)).build();
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这个例子中是否会存在空指针问题呢，如果是你你会怎么去修改？

总结

对于空指针问题，看起来问题不大，但是影响到了线上的业务正常运转，那肯定是不行的。

我们一定要有很清晰的思路去解决这个问题

1. 事前，

   • 一定要做好日志的打印工作，为了更方便的排查问题;
   • 在实现业务逻辑的时候，如果你对你操作的对象不是很确定，那一定要先判空后操作;
   • 针对于字符串类型的空指针我们可以采用Objects来做对比;
   • 必填字段的入参校验

2. 事中，事情既然已经发生了，那需要我们快速的通过日志和Arthas工具来定位问题，快速修复上线减少故障发生的时间：

3. 事后，我们可以加强code review来审查自己的代码，避免这类情况的再次发生。

大家可以分享一下，自己平时遇到空指针是如何处理的~