[Google Guava] 1.1-使用和避免null

原文链接 译文链接 译者: 沈义扬

   Doug Lea 说,“Null 真糟糕。”

  当Sir C. A. R. Hoare 使用了null引用后说,”使用它导致了十亿美金的错误。”

轻率地使用null可能会导致很多令人惊愕的问题。通过学习Google底层代码库,我们发现95%的集合类不接受null值作为元素。我们认为, 相比默默地接受null,使用快速失败操作拒绝null值对开发者更有帮助。

此外,Null的含糊语义让人很不舒服。Null很少可以明确地表示某种语义,例如,Map.get(key)返回Null时,可能表示map中的值是null,亦或map中没有key对应的值。Null可以表示失败、成功或几乎任何情况。使用Null以外的特定值,会让你的逻辑描述变得更清晰。

Null确实也有合适和正确的使用场景,如在性能和速度方面Null是廉价的,而且在对象数组中,出现Null也是无法避免的。但相对于底层库来说,在应用级别的代码中,Null往往是导致混乱,疑难问题和模糊语义的元凶,就如同我们举过的Map.get(key)的例子。最关键的是,Null本身没有定义它表达的意思。

鉴于这些原因,很多Guava工具类对Null值都采用快速失败操作,除非工具类本身提供了针对Null值的因变措施。此外,Guava还提供了很多工具类,让你更方便地用特定值替换Null值。

具体案例

不要在Set中使用null,或者把null作为map的键值。使用特殊值代表null会让查找操作的语义更清晰。

如果你想把null作为map中某条目的值,更好的办法是 不把这一条目放到map中,而是单独维护一个”值为null的键集合” (null keys)。Map 中对应某个键的值是null,和map中没有对应某个键的值,是非常容易混淆的两种情况。因此,最好把值为null的键分离开,并且仔细想想,null值的键在你的项目中到底表达了什么语义。

如果你需要在列表中使用null——并且这个列表的数据是稀疏的,使用Map<Integer, E>可能会更高效,并且更准确地符合你的潜在需求。

此外,考虑一下使用自然的null对象——特殊值。举例来说,为某个enum类型增加特殊的枚举值表示null,比如java.math.RoundingMode就定义了一个枚举值UNNECESSARY,它表示一种不做任何舍入操作的模式,用这种模式做舍入操作会直接抛出异常。

如果你真的需要使用null值,但是null值不能和Guava中的集合实现一起工作,你只能选择其他实现。比如,用JDK中的Collections.unmodifiableList替代Guava的ImmutableList

Optional

大多数情况下,开发人员使用null表明的是某种缺失情形:可能是已经有一个默认值,或没有值,或找不到值。例如,Map.get返回null就表示找不到给定键对应的值。

Guava用Optional<T>表示可能为null的T类型引用。一个Optional实例可能包含非null的引用(我们称之为引用存在),也可能什么也不包括(称之为引用缺失)。它从不说包含的是null值,而是用存在或缺失来表示。但Optional从不会包含null值引用。


Optional<Integer> possible = Optional.of(5);

possible.isPresent(); // returns true

possible.get(); // returns 5

Optional无意直接模拟其他编程环境中的”可选” or “可能”语义,但它们的确有相似之处。

Optional最常用的一些操作被罗列如下:

创建Optional实例(以下都是静态方法):

Optional.of(T) 创建指定引用的Optional实例,若引用为null则快速失败
Optional.absent() 创建引用缺失的Optional实例
Optional.fromNullable(T) 创建指定引用的Optional实例,若引用为null则表示缺失

用Optional实例查询引用(以下都是非静态方法):

boolean isPresent() 如果Optional包含非null的引用(引用存在),返回true
T get() 返回Optional所包含的引用,若引用缺失,则抛出java.lang.IllegalStateException
T or(T) 返回Optional所包含的引用,若引用缺失,返回指定的值
T orNull() 返回Optional所包含的引用,若引用缺失,返回null
Set<T> asSet() 返回Optional所包含引用的单例不可变集,如果引用存在,返回一个只有单一元素的集合,如果引用缺失,返回一个空集合。

使用Optional的意义在哪儿?

使用Optional除了赋予null语义,增加了可读性,最大的优点在于它是一种傻瓜式的防护。Optional迫使你积极思考引用缺失的情况,因为你必须显式地从Optional获取引用。直接使用null很容易让人忘掉某些情形,尽管FindBugs可以帮助查找null相关的问题,但是我们还是认为它并不能准确地定位问题根源。

如同输入参数,方法的返回值也可能是null。和其他人一样,你绝对很可能会忘记别人写的方法method(a,b)会返回一个null,就好像当你实现method(a,b)时,也很可能忘记输入参数a可以为null。将方法的返回类型指定为Optional,也可以迫使调用者思考返回的引用缺失的情形。

其他处理null的便利方法

当你需要用一个默认值来替换可能的null,请使用Objects.firstNonNull(T, T) 方法。如果两个值都是null,该方法会抛出NullPointerException。Optional也是一个比较好的替代方案,例如:Optional.of(first).or(second).

还有其它一些方法专门处理null或空字符串:emptyToNull(String)nullToEmpty(String)isNullOrEmpty(String)。我们想要强调的是,这些方法主要用来与混淆null/空的API进行交互。当每次你写下混淆null/空的代码时,Guava团队都泪流满面。(好的做法是积极地把null和空区分开,以表示不同的含义,在代码中把null和空同等对待是一种令人不安的坏味道。

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沈义扬

本站的翻译主编。关注并发编程,面向对象设计,分布式系统。
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  • Comments (10)
    • zeo
    • 04/17. 2014 10:59pm

    当你需要用一个默认值来替换可能的null,请使用Objects.firstNonNull(T, T) 方法。
    如果两个值都是null,该方法会抛出NullPointerException。Optional也是一个比较好的替代方案,例如:Optional.of(first).or(second).

    Optional.of(null) 会抛出异常

    应该是 Optional.fromNullable(first).or(second) 吧

      • ykdsg
      • 07/07. 2014 2:44pm

      是的,同样发现这个问题,建议行文要严谨些

      • 有光
      • 08/13. 2014 1:02pm

      刚看源码确实是有问题。阿里巴巴招聘高级java开发工程师 内推邮箱:printfabcd@163.com

    • 有光
    • 08/13. 2014 1:01pm

    不错,确实如果直接返回一个结果,如果注释不写真心不知道是不是可能是空的,集合还好点,对于我们这种基本不写注释的,很有用。阿里巴巴招聘高级java开发工程师 内推邮箱:printfabcd@163.com

    • gongweixin
    • 03/12. 2015 8:19pm

    zeo :
    当你需要用一个默认值来替换可能的null,请使用Objects.firstNonNull(T, T) 方法。
    如果两个值都是null,该方法会抛出NullPointerException。Optional也是一个比较好的替代方案,例如:Optional.of(first).or(second).
    Optional.of(null) 会抛出异常
    应该是 Optional.fromNullable(first).or(second) 吧

    为嘛这个大家都发现了,但是还没有修正呢?

    • caoyishuai
    • 06/05. 2015 7:24pm

    看了之后还是没有弄特别清楚Optional具体在什么场景下使用比较合适,能举个例子么?

    • 小小龙
    • 11/25. 2015 11:45am

    最近在看这个Optional,除了代码优雅一点,看不出Optional的优势在哪里?
    难道仅仅是为了快速检测Null?
    函数式编程语言使用Optional的原因是什么啊?

    • 二进制的蛇
    • 07/27. 2016 7:08pm

    “因变措施” -> 应变措施

    • dpanyu
    • 06/26. 2017 6:48pm

    如果你需要在列表中使用null——并且这个列表的数据是稀疏的,使用Map可能会更高效,并且更准确地符合你的潜在需求。

    这一段是什么意思?

    • 冰红茶盖
    • 08/11. 2017 2:14pm

    源码链接已失效,从github可以看到最新的guava api https://github.com/google/guava

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