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NullPointerException的处理新方式,Java14真的太香了

在Java语言中,处理空指针往往是一件很头疼的事情,一不小心,说不定就搞出个线上Bug,让你的绩效考核拿到3.25。最近新出的Java14,相信大家都有所耳闻,那么今天就来看看,面对NullPointerException,Java14有哪些更好的处理方式呢?

1.传统的 NullPointerException

我们编码过程中呢,经常会使用链式调用的方式来写代码,这样写起来很方便,也很清晰,但是,一旦出现NullPointerException,那就头大了,因为你很难知道异常是在什么时候开始发生的。
举个简单的例子,就比如下面的代码,要找到公司某个员工的户籍所在地,我们这样来调用

String city = employee.getDetailInfos().getRegistryAddress().getCity();

在链式调用的过程中,如果employee, getDetailInfos(),或者 getRegistryAddress() 为空,JVM就会抛出 NullPointerException
那么导致异常的根本原因是什么?如果不使用调试器,很难确定哪个变量为空。而且,JVM也只会打印导致异常的方法、文件名和行号,仅此而已。
那么下面,我将带大家了解Java 14如何通过 JEP 358 解决这个问题。

2.增强型 NullPointerException

SAP在2006年为其商业JVM实现了增强型的 NullPointerException。2019年2月,它被提议作为OpenJDK社区的一个增强,之后很快,它成为了一个JEP。所以,该功能在2019年10月完成并在JDK 14版本推出
本质上,JEP 358 旨在通过描述某个变量是 “null” 来提高 JVM 生成的 “NullPointerException” 的可读性。
JEP 358通过在方法、文件名和行号旁边描述为 null 的变量,带来了一个详细的 NullPointerException 消息。它通过分析程序的字节码指令来工作。因此,它能够精确地确定哪个变量或表达式是null
最重要的是,JDK 14中默认关闭详细的异常消息。要启用它,我们需要使用命令行选项:

-XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages

2.1 详细的异常信息

考虑在激活 ShowCodeDetailsInExceptionMessages 标志的情况下再次运行代码:

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: 
  Cannot invoke "RegistryAddress.getCity()" because the return value of 
"com.developlee.java14.helpfulnullpointerexceptions.HelpfulNullPointerException$DetailInfos.getRegistryAddress()" is null
  at com.developlee.java14.helpfulnullpointerexceptions.HelpfulNullPointerException.main(HelpfulNullPointerException.java:10)

这一次,从附加信息中,我们知道员工的个人详细信息丢失的注册地址导致了我们的异常。从这个增强中获得的信息可以节省我们调试所用的时间。

JVM由两部分组成详细的异常消息。第一部分表示失败的操作,这是引用为 null 的结果,而第二部分标识了 null 引用的原因:

Cannot invoke "String.toLowerCase()" because the return value of "getEmailAddress()" is null

为了生成异常消息,JEP 358 重构了将空引用推送到操作数堆栈上的部分源代码。

3. 技术方面

现在我们已经很好地理解了如何使用增强的NullPointerExceptions标识 null 引用,让我们来看看它的一些技术方面。

首先,只有当JVM本身抛出一个 NullPointerException 时,才会进行详细的消息计算,如果我们在Java代码中显式抛出异常,则不会执行计算。原因时因为:在这些情况下,很可能已经在异常构造函数中传递了一条有意义的消息。

其次,JEP 358 懒汉式地计算消息,这意味着只有当我们打印异常消息时才调用增强的NullPointerException,而不是当异常发生时就调用。因此,对于通常的JVM流程不应该有任何性能影响,在那里我们可以捕获并重新抛出异常,因为咱并不会只想打印异常消息。

最后,详细的异常消息可能包含源代码中的局部变量名。因此,我们可以认为这是一个潜在的安全风险。但是,只有在运行使用激活的 -g 标记编译的代码时,才会发生这种情况,该标记会生成调试信息并将其添加到类文件中。
请考虑一个简单的示例,我们已编译该示例以包含以下附加调试信息:

Employee employee = null;
employee.getName();

当执行以上代码时,异常信息中会打印本地变量名称:

"com.developlee.java14.helpfulnullpointerexceptions.HelpfulNullPointerException$Employee.getName()"
because "employee" is null

相反,在没有额外调试信息的情况下,JVM 只提供它在详细消息中所知道的变量:

Cannot invoke 
  "com.developlee.java14.helpfulnullpointerexceptions.HelpfulNullPointerException$Employee.getName()"
because "<local1>" is null

JVM 打印编译器分配的变量索引,而不是本地变量名(employee)。

关于NullPointerException的处理到这里就结束了,通过Java14增强的NullPointerException,我们可以很快速的定位代码问题的原因所在,更快的调试代码,节约时间,提高效率。

已经安装了Java14的朋友可以试试看哦~

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