某互联网金融平台因费用计算层级的空指针异常,导致凌晨产生9800笔错误交易。
DEBUG日志显示问题出现在如下代码段:
// 错误示例BigDecimal amount=user.getWallet().getBalance().add(new BigDecimal("100"));
此类链式调用若中间环节出现null值,必定导致NPE。
初级阶段开发者通常写出多层嵌套式判断:
if(user!=null){ Wallet wallet=user.getWallet();if(wallet!=null){ BigDecimal balance=wallet.getBalance();if(balance!=null){// 实际业务逻辑} } }
这种写法既不优雅又影响代码可读性。
那么,我们该如何优化呢?
Java8之后,新增了Optional类,它是用来专门判空的。
能够帮你写出更加优雅的代码。
// 重构后的链式调用BigDecimal result=Optional.ofNullable(user).map(User::getWallet).map(Wallet::getBalance).map(balance->balance.add(new BigDecimal("100"))).orElse(BigDecimal.ZERO);
高级用法:条件过滤
Optional.ofNullable(user).filter(u->u.getVipLevel()>3).ifPresent(u->sendCoupon(u));// VIP用户发券
BigDecimal balance=Optional.ofNullable(user).map(User::getWallet).map(Wallet::getBalance).orElseThrow(()->new BusinessException("用户钱包数据异常"));
publicclass NullSafe {// 安全获取对象属性publicstatic<T,R>R get(T target,Function<T,R>mapper,R defaultValue){returntarget!=null? mapper.apply(target): defaultValue;}// 链式安全操作publicstatic<T>Texecute(T root,Consumer<T>consumer){if(root!=null){ consumer.accept(root);}returnroot;} }// 使用示例NullSafe.execute(user,u->{ u.getWallet().charge(new BigDecimal("50"));logger.info("用户{}已充值",u.getId());});
Spring中自带了一些好用的工具类,比如:CollectionUtils、StringUtils等,可以非常有效的进行判空。
具体代码如下:
// 集合判空工具List<Order>orders=getPendingOrders();if(CollectionUtils.isEmpty(orders)){returnResult.error("无待处理订单");}// 字符串检查String input=request.getParam("token");if(StringUtils.hasText(input)){ validateToken(input);}
我们在日常开发中的entity对象,一般会使用Lombok框架中的注解,来实现getter/setter方法。
其实,这个框架中也提供了@NonNull等判空的注解。
比如:
@Getter@SetterpublicclassUser{@NonNull// 编译时生成null检查代码private String name;private Wallet wallet;}// 使用构造时自动判空Useruser=newUser(@NonNull"张三",wallet);
publicinterface Notification { void send(String message);}// 真实实现publicclass EmailNotification implements Notification {@Overridepublicvoid send(String message){// 发送邮件逻辑} }// 空对象实现publicclass NullNotification implements Notification {@Overridepublicvoid send(String message){// 默认处理} }// 使用示例Notification notifier=getNotifier();notifier.send("系统提醒");// 无需判空
其实Guava工具包中,给我们提供了Optional增强的功能。
比如:
importcom.google.common.base.Optional;// 创建携带缺省值的OptionalOptional<User>userOpt=Optional.fromNullable(user).or(defaultUser);// 链式操作配合FunctionOptional<BigDecimal>amount=userOpt.transform(u->u.getWallet()).transform(w->w.getBalance());
Guava工具包中的Optional类已经封装好了,我们可以直接使用。
其实有些Assert断言类中,已经做好了判空的工作,参数为空则会抛出异常。
这样我们就可以直接调用这个断言类。
例如下面的ValidateUtils类中的requireNonNull方法,由于它内容已经判空了,因此,在其他地方调用requireNonNull方法时,如果为空,则会直接抛异常。
我们在业务代码中,直接调用requireNonNull即可,不用写额外的判空逻辑。
例如:
publicclass ValidateUtils {publicstatic<T>T requireNonNull(T obj,String message){if(obj==null){ throw new ServiceException(message);}returnobj;} }// 使用姿势UsercurrentUser=ValidateUtils.requireNonNull(userDao.findById(userId),"用户不存在-ID:"+userId);
我们在一些特殊的业务场景种,可以通过自定义注解 + 全局AOP拦截器的方式,来实现实体或者字段的判空。
例如:
@Aspect@Componentpublicclass NullCheckAspect {@Around("@annotation(com.xxx.NullCheck)")publicObject checkNull(ProceedingJoinPoint joinPoint)throws Throwable { Object[]args=joinPoint.getArgs();for(Object arg : args){if(arg==null){ throw new IllegalArgumentException("参数不可为空");} }returnjoinPoint.proceed();} }// 注解使用publicvoid updateUser(@NullCheckUseruser){// 方法实现}
// 旧代码(4层嵌套判断)if(order!=null){Useruser=order.getUser();if(user!=null){ Address address=user.getAddress();if(address!=null){ String city=address.getCity();// 使用city} } }// 重构后(流畅链式)String city=Optional.ofNullable(order).map(Order::getUser).map(User::getAddress).map(Address::getCity).orElse("未知城市");
List<User>users=userService.listUsers();// 传统写法(显式迭代判断)List<String>names=new ArrayList<>();for(Useruser: users){if(user!=null&&user.getName()!=null){ names.add(user.getName());} }// Stream优化版List<String>nameList=users.stream().filter(Objects::nonNull).map(User::getName).filter(Objects::nonNull).collect(Collectors.toList());
上面介绍的这些方案都可以使用,但除了代码的可读性之外,我们还需要考虑一下性能因素。
下面列出了上面的几种在CPU消耗、内存只用和代码可读性的对比:
方案 | CPU消耗 | 内存占用 | 代码可读性 | 适用场景 |
多层if嵌套 | 低 | 低 | ★☆☆☆☆ | 简单层级调用 |
Java Optional | 中 | 中 | ★★★★☆ | 中等复杂度业务流 |
空对象模式 | 高 | 高 | ★★★★★ | 高频调用的基础服务 |
AOP全局拦截 | 中 | 低 | ★★★☆☆ | 接口参数非空验证 |
黄金法则
Web层入口强制参数校验
Service层使用Optional链式处理
核心领域模型采用空对象模式
除了,上面介绍的常规判空之外,下面再给大家介绍两种扩展的技术。
虽然Java开发者无法直接使用,但可借鉴其设计哲学:
val city=order?.user?.address?.city ?:"default"
// 模式匹配语法尝鲜if(userinstanceofUseru&&u.getName()!=null){ System.out.println(u.getName().toUpperCase());}
总之,优雅判空不仅是代码之美,更是生产安全底线。
本文分享了代码判空的10种方案,希望能够帮助你编写出既优雅又健壮的Java代码。