深入理解NullPointerException异常

一、什么是NullPointerException异常

NullPointerException异常是Java程序员经常遇到的异常之一，它通常表示一个空对象被引用或执行了null对象的操作。当你试图调用一个null对象上的方法或者访问一个null对象的属性时，就会抛出这个异常。

例如：

String str = null;
System.out.println(str.length());

这段代码将会抛出NullPointerException异常。

二、产生NullPointerException异常的原因

NullPointerException异常通常由以下几种原因引起：

1、调用了一个null对象的方法。

比如：

String str = null;
System.out.println(str.length());
// str为null，调用其length()方法将会抛出NullPointerException异常

2、访问了一个null对象的属性。

比如：

String str = null;
System.out.println(str.toUpperCase());
// str为null，访问其toUpperCase()属性将会抛出NullPointerException异常

3、数组被赋为null，然后访问该数组的元素。

比如：

int[] array = null;
System.out.println(array[0]);
// array为null，访问其元素将会抛出NullPointerException异常

三、如何避免NullPointerException异常

避免NullPointerException异常的最好的方法是在使用对象之前判断其是否为null。以下是几种应对NullPointerException异常的方法：

1、使用if语句或三目运算符先对对象进行null判断。

String str = null;
if (str != null) {
    System.out.println(str.length());
}

2、使用Optional类进行空对象的处理。

String str = null;
Optional<String> optional = Optional.ofNullable(str);
if (optional.isPresent()) {
    System.out.println(optional.get().length());
}

3、使用Objects.requireNonNull()方法。

Objects.requireNonNull()方法会在传入的对象为null时抛出NullPointerException异常。

String str = null;
Objects.requireNonNull(str);
System.out.println(str.length());

四、NullPointerException异常的排查与调试

当代码中出现NullPointerException异常时，需要进行排查和调试，确定引发异常的原因。以下是一些常用的排查方法：

1、查看异常堆栈信息，找出引发异常的代码行。

2、使用IDE的调试功能逐行调试代码。

3、加入检查null对象的断言语句，及早发现问题。

String str = null;
assert str != null;
System.out.println(str.length());

4、运行时开启较为严格的参数，如-Xcheck:jni。

该参数可以开启JNI调用中的null检查，减少NullPointerException异常的发生频率。

五、结束语

NullPointerException异常在Java开发中是一个非常常见的异常，而且由于其出现的时机与原因多种多样，开发人员必须要仔细排查每一个空指针异常的出现。在编写代码的过程中要注意及时对对象进行判断，避免出现空指针异常，同时排查空指针异常时也可采用上述排查方法进行快速处理。