线上故障常客NPE的三大困境

在日常开发中，最常见的bug就是NPE，取值一时爽，判空非常头痛，要么是忘了，要么是嵌套取值，层层判空，导致代码很难看，一起分析下研发过程中判空最头痛的几个问题。

• 取值模糊

顾名思义，就是取值的人，不知道这个值是否可能为空，没经验的人，直接取值，有经验的，会探索值的来源，判断是否可能为空，再加上判断，但是这个非常依赖经验，且不可靠，这也是大多数程序员容易忽略的地方。 比如 User getUserById(Long id);这段代码，从返回的对象User中，是无法看出这个值可能为空的，要显示的感知，可以使用这段代码，Optional<User> getUserById(Long id);。 根据返回签名中的Optional就知道这个值有可能是空值。

• 层层嵌套

if (outerObject != null) {
    MiddleObject middleObject = outerObject.getMiddleObject();
    if (middleObject != null) {
        InnerObject innerObject = middleObject.getInnerObject();
        if (innerObject != null) {
            return innerObject.getProperty();
        }
    }
}
return null;

这段代码不仅冗长，且可读性极差，谁看谁头晕，为了解决这个问题，java8引入银弹Optional。 上面这段代码，如果使用Optional，如何实现？

return Optional.ofNullable(outerObject).flatMap(outer -> outer.getMiddleObject())
        .flatMap(midle -> midle.getInnerObject()).flatMap(inner -> inner.getProperty()).orElse(null);

通过上面实现，看着舒服多了，简洁易懂。

• 空值传播

上游没做判空处理，导致下游NPE，容易给下游使用者埋坑。

// 上游方法
public User getUser() {
    // 某些情况下可能返回null
    return null;
}

// 下游方法
public String getUserName() {
    User user = getUser();
    return user.getName(); // 这里会抛出NullPointerException
}

Optional 核心API

创建的三种方式

• Optional.of(T value)

要求value值非空，否则立即抛出异常NullPointerException

• Optional.ofNullable(T value)

允许value为空，若为null则返回空Optional，也是日常开发中是最常用的创建方式。

• Optional.empty()

显示空值，创建一个无值的Optional，用于特定业务逻辑中，需要明确返回一个空值的情况。比如在一个查询方法中，如果没有找到对应的数据，就返回Optional.empty()。

取值策略

• ifPresent(Consumer<T> action)

先判断，再消费。

Optional<User> optionalUser = Optional.ofNullable(user);
optionalUser.ifPresent(u -> System.out.println("User name: " + u.getName()));

• orElse(T default) vs orElseGet(Supplier<T> supplier)

如果值不存在，就返回default默认值。

String nickName = optionalUser.orElse(new User()).getNickName();

如果默认值，还需要进行操作，才能返回，可以通过函数式接口Supplier<T>传入一个可以返回结果的表达式。

String nickName = optionalUser.orElseGet(() -> userService.getDefaultUser()).getNickName();

结合场景，避免滥用

• 修饰方法返回值

方法返回值使用Optional，告诉方法使用者，这个值可能为空，NPE的锅我不背，判不判空，你随意。

public Optional<User> findUserById(Long id) {
    User user = userRepository.findById(id);
    return Optional.ofNullable(user);
}

• 链式对象访问

访问层层嵌套对象属性

Optional<User> optionalUser = Optional.ofNullable(user);
String city = optionalUser
      .flatMap(User::getAddress)
      .flatMap(Address::getCity)
      .orElse("Unknown");

• 集合判空

List<User> userList = userService.findUsers();
List<String> emailList = Optional.ofNullable(userList)
      .flatMap(users -> users.stream()
                          .flatMap(User::getEmail)
                          .collect(Collectors.toList()))
      .orElse(Collections.emptyList());

让我们告别「Null 恐惧症」，用 Optional 重构空值处理的最佳实践。