Java 中 String 对 null 对象的容错处理!
作者:肖汉松
blog.xiaohansong.com/2016/03/13/null-in-java-string/
最近在读《Thinking in Java》,看到这样一段话:
_Primitives that are fields in a class are automatically initialized to zero, as noted in the Everything Is an Object chapter. _
_But the object references are initialized to null, and if you try to call methods for any of them, you’ll get an exception-a runtime error. _
Conveniently, you can still print a null reference without throwing an exception.
大意是:原生类型会被自动初始化为 0,但是对象引用会被初始化为 null,如果你尝试调用该对象的方法,就会抛出空指针异常。通常,你可以打印一个 null 对象而不会抛出异常。
第一句相信大家都会容易理解,这是类型初始化的基础知识,但是第二句就让我很疑惑:为什么打印一个 null 对象不会抛出异常?带着这个疑问,我开始了解惑之旅。下面我将详细阐述我解决这个问题的思路,并且深入 JDK 源码找到问题的答案。
解决问题的过程
可以发现,其实这个问题有几种情况,所以我们分类讨论各种情况,看最后能不能得到答案。
首先,我们把这个问题分解为三个小问题,逐一解决。
第一个问题
直接打印 null 的 String 对象,会得到什么结果?
String s = null;
System.out.print(s);
运行的结果是
null
果然如书上说的没有抛出异常,而是打印了null。显然问题的线索在于print函数的源码中。我们找到print的源码:
public void print(String s) {
if (s == null) {
s = "null";
}
write(s);
}
看到源码才发现原来就只是加了一句判断而已,简单粗暴,可能你对 JDK 的简单实现有点失望了。放心,第一个问题只是开胃菜而已,大餐还在后面。
第二个问题
打印一个 null 的非 String 对象,例如说 Integer:
Integer i = null;
System.out.print(i);
运行的结果不出意料:
null
我们再去看看print的源码:
public void print(Object obj) { write(String.valueOf(obj)); }
有点不一样的了,看来秘密藏在valueOf里面。
public static String valueOf(Object obj) {
return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
}
看到这里,我们终于发现了打印 null 对象不会抛出异常的秘密。print方法对 String 对象和非 String 对象分开进行处理。
String 对象:直接判断是否为 null,如果为 null 给 null 对象赋值为”null”。
非 String 对象:通过调用String.valueOf方法,如果是 null 对象,就返回”null”,否则调用对象的toString方法。
通过上面的处理,可以保证打印 null 对象不会出错。
到这里,本文就应该结束了。
什么?说好的大餐呢?上面还不够塞牙缝呢。
开玩笑啦。下面我们来探讨第三个问题。
第三个问题(隐藏的大餐)
null 对象与字符串拼接会得到什么结果?
String s = null;
s = s + "!";
System.out.print(s);'
结果可能你也猜到了:
null!
为什么呢?跟踪代码运行可以发现,这回跟print没有什么关系。但是上面的代码就调用了print函数,不是它会是谁呢?+的嫌疑最大,但是+又不是函数,我们怎么看到它的源代码?这种情况,唯一的解释就是编译器动了手脚,天网恢恢,疏而不漏,找不到源代码,我们可以去看看编译器生成的字节码。
L0
LINENUMBER 27 L0
ACONST_NULL
ASTORE 1
L1
LINENUMBER 28 L1
NEW java/lang/StringBuilder
DUP
INVOKESPECIAL java/lang/StringBuilder. ()V
ALOAD 1
INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
LDC "!"
INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.toString ()Ljava/lang/String;
ASTORE 1
L2
LINENUMBER 29 L2
GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
ALOAD 1
INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.print (Ljava/lang/String;)V
看了上面的字节码是不是一头雾水?这里我们就要扯开话题,来侃侃+字符串拼接的原理了。
编译器对字符串相加会进行优化,首先实例化一个StringBuilder,然后把相加的字符串按顺序append,最后调用toString返回一个String对象。不信你们看看上面的字节码是不是出现了StringBuilder。详细的解释参考这篇文章 Java细节:字符串的拼接。
String s = "a" + "b";
等价于
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("a");
sb.append("b");
String s = sb.toString();
再回到我们的问题,现在我们知道秘密在StringBuilder.append函数的源码中。
//针对 String 对象
public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null)
return appendNull();
int len = str.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
str.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this;
}
//针对非 String 对象
public AbstractStringBuilder append(Object obj) {
return append(String.valueOf(obj));
}
private AbstractStringBuilder appendNull() {
int c = count;
ensureCapacityInternal(c + 4);
final char[] value = this.value;
value[c++] = 'n';
value[c++] = 'u';
value[c++] = 'l';
value[c++] = 'l';
count = c;
return this;
}
现在我们恍然大悟,append函数如果判断对象为 null,就会调用appendNull,填充”null”。
总结
上面我们讨论了三个问题,由此引出 Java 中 String 对 null 对象的容错处理。上面的例子没有覆盖所有的处理情况,算是抛砖引玉。
如何让程序中的 null 对象在我们的控制之中,是我们编程的时候需要时刻注意的事情。
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原文地址:https://www.cnblogs.com/javastack/p/12922647.html
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