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Java 14 发布了,再也不怕 NullPointerException 了!

2020年3月17日发布,Java正式发布了JDK 14 ,目前已经可以开放下载。在JDK 14中,共有16个新特性,本文主要来介绍其中的一个特性:JEP 358: Helpful NullPointerExceptions

null何错之有?

对于Java程序员来说,null是令人头痛的东西。时常会受到空指针异常(NullPointerException)的骚扰。相信很多程序员都特别害怕出现程序中出现NPE,因为这种异常往往伴随着代码的非预期运行。

在编程语言中,空引用(Null Reference)是一个与空指针类似的概念,是一个已宣告但其并未引用到一个有效对象的变量。

在Java 1 中就包含了了Null引用和NPE了,但是其实,Null引用是伟大的计算机科学家Tony Hoare 早在1965年发明的,最初作为编程语言ALGOL W的一部分。

1965年,英国一位名为Tony Hoare的计算机科学家在设计ALGOL W语言时提出了null引用的想法。ALGOL W是第一批在堆上分配记录的类型语言之一。Hoare选择null引用这种方式,“只是因为这种方法实现起来非常容易”。虽然他的设计初衷就是要“通过编译器的自动检测机制,确保所有使用引用的地方都是绝对安全的”,他还是决定为null引用开个绿灯,因为他认为这是为“不存在的值”建模最容易的方式。

但是在2009年,很多年后,他开始为自己曾经做过这样的决定而后悔不已,把它称为“一个价值十亿美元的错误”。实际上,Hoare的这段话低估了过去五十年来数百万程序员为修复空引用所耗费的代价。因为在ALGOL W之后出现的大多数现代程序设计语言,包括Java,都采用了同样的设计方式,其原因是为了与更老的语言保持兼容,或者就像Hoare曾经陈述的那样,“仅仅是因为这样实现起来更加容易”。

相信很多Java程序员都一样对null和NPE深恶痛绝,因为他确实会带来各种各样的问题(来自《Java 8 实战》)。如:

  • 它是错误之源。 NullPointerException是目前Java程序开发中最典型的异常。它会使你的代码膨胀。
  • 它让你的代码充斥着深度嵌套的null检查,代码的可读性糟糕透顶。
  • 它自身是毫无意义的。 null自身没有任何的语义,尤其是是它代表的是在静态类型语言中以一种错误的方式对缺失变量值的建模。
  • 它破坏了Java的哲学。 Java一直试图避免让程序员意识到指针的存在,唯一的例外是:null指针。
  • 它在Java的类型系统上开了个口子。 null并不属于任何类型,这意味着它可以被赋值给任意引用类型的变量。这会导致问题, 原因是当这个变量被传递到系统中的另一个部分后,你将无法获知这个null变量最初赋值到底是什么类型。

其他语言如何解决NPE问题

我们知道,出了Java语言外,还有很多其他的面向对象语言,那么在其他的一些语言中,是如何解决NPE的问题的呢?

如在Groovy中使用安全导航操作符(Safe Navigation Operator)可以访问可能为null的变量:

def carInsuranceName = person?.car?.insurance?.name

Groovy的安全导航操作符能够避免在访问这些可能为null引用的变量时发生NullPointerException,在调用链中的变量遭遇null时将null引用沿着调用链传递下去,返回一个null。

其实这个功能曾经考虑过增加一个类似的功能,但是后来又被舍弃了。

另外,在Haskell和Scala也有类似的替代品,如Haskell中的Maybe类型、Scala中的Option[T]。

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