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公司搬遷，臨時(shí)充當(dāng)裝修工，提前兩個(gè)小時(shí)到公司忙著拆卸設(shè)備。結(jié)果接到客戶反映，某部分功能偶爾不能用。于是參與救火，與寫這段代碼的小伙伴一起排查原因。

最終發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致業(yè)務(wù)偶爾不能使用是由Long類型自動(dòng)拆箱導(dǎo)致空指針異常引起的。下面就帶大家分析一下Java中基礎(chǔ)類型的包裝類在拆箱和裝箱過(guò)程中都做了什么，為什么會(huì)出現(xiàn)空指針異常，以及面試過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的相關(guān)面試題。

問(wèn)題重現(xiàn)

下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的示例才重現(xiàn)一下異常出現(xiàn)的場(chǎng)景。

 
 
 

  
  
  
public class BoxTest { 
  
  
  
 
  
  
  
    public static void main(String[] args) { 
  
  
  
        Map result = httpRequest(); 
  
  
  
        long userId = (Long) result.get("userId"); 
  
  
  
    } 
  
  
  
 
  
  
  
    // 模擬一個(gè)HTTP請(qǐng)求 
  
  
  
    private static Map httpRequest(){ 
  
  
  
        Map map = new HashMap<>(); 
  
  
  
        map.put("userId",null); 
  
  
  
        return map; 
  
  
  
    } 
  
  
  
} 
 
 
 

基本的場(chǎng)景就是請(qǐng)求一個(gè)接口，去接口中取某個(gè)值，這個(gè)值為L(zhǎng)ong類型，從Map中取得值之后，進(jìn)行Long類型的強(qiáng)轉(zhuǎn)。當(dāng)接口返回的userId為null時(shí)，強(qiáng)轉(zhuǎn)這塊就拋出空指針異常：

 
 
 

  
  
  
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException 
  
  
  
 at com.choupangxia.box.BoxTest.main(BoxTest.java:15) 
 
 
 

上面的場(chǎng)景跟下面的代碼出現(xiàn)異常效果一樣：

 
 
 

  
  
  
public class BoxTest { 
  
  
  
 
  
  
  
    public static long getValue(long value) { 
  
  
  
        return value; 
  
  
  
    } 
  
  
  
 
  
  
  
    public static void main(String[] args) { 
  
  
  
        Long value = null; 
  
  
  
        getValue(value); 
  
  
  
    } 
  
  
  
} 
 
 
 

上述代碼也是將Long類型進(jìn)拆箱導(dǎo)致的異常，只不過(guò)一個(gè)在代碼中，一個(gè)在參數(shù)中。為了分析更簡(jiǎn)化，我們以第二個(gè)為例進(jìn)行講解。

原因分析

最初大家可能會(huì)疑惑，拋出異常的代碼都沒(méi)有對(duì)象的方法調(diào)用，怎么會(huì)出現(xiàn)空指針呢?

這中間主要涉及到的就是一個(gè)自動(dòng)拆箱操作。是否是拆箱導(dǎo)致的呢?我們來(lái)通過(guò)字節(jié)碼看一下。

通過(guò)javap -c來(lái)查看一下對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼：

 
 
 

  
  
  
public class com.choupangxia.box.BoxTest { 
  
  
  
  public com.choupangxia.box.BoxTest(); 
  
  
  
    Code: 
  
  
  
       0: aload_0 
  
  
  
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."":()V 
  
  
  
       4: return 
  
  
  
 
  
  
  
  public static long getValue(long); 
  
  
  
    Code: 
  
  
  
       0: lload_0 
  
  
  
       1: lreturn 
  
  
  
 
  
  
  
  public static void main(java.lang.String[]); 
  
  
  
    Code: 
  
  
  
       0: aconst_null 
  
  
  
       1: astore_1 
  
  
  
       2: aload_1 
  
  
  
       3: invokevirtual #2                  // Method java/lang/Long.longValue:()J 
  
  
  
       6: invokestatic  #3                  // Method getValue:(J)J 
  
  
  
       9: pop2 
  
  
  
      10: return 
  
  
  
} 
 
 
 

其中g(shù)etValue方法調(diào)用對(duì)應(yīng)的是main方法中編號(hào)3和6的操作。編號(hào)3為命令invokevirtual為方法指令。對(duì)應(yīng)的便是value.longValue，value對(duì)應(yīng)的就是聲明的Long類型。

也就是說(shuō)編譯器將getValue(value)拆分成了兩步，第一步將通過(guò)value的longValue方法將其拆箱，然后再將拆箱之后的結(jié)果傳遞給方法。相當(dāng)于：

 
 
 

  
  
  
long primitive = value.longValue(); 
  
  
  
test(promitive); 
 
 
 

對(duì)照最開始的代碼，如果value為null的話，那么在調(diào)用longValue方法時(shí)便會(huì)拋出NullPointerException。

所以，本質(zhì)上來(lái)講，所謂的自動(dòng)拆箱和裝箱只不過(guò)是Java提供的語(yǔ)法糖而已。

再次證實(shí)

下面用int類型的實(shí)例同時(shí)證實(shí)一下自動(dòng)拆箱和自動(dòng)裝箱兩個(gè)操作語(yǔ)法糖底層到底是怎么運(yùn)行的：

 
 
 

  
  
  
public class IntBoxTest { 
  
  
  
 
  
  
  
    public static void main(String[] args) { 
  
  
  
        Integer index = 11; 
  
  
  
        int primitive = index; 
  
  
  
    } 
  
  
  
} 
 
 
 

同樣查看上面代碼的字節(jié)碼：

 
 
 

  
  
  
public class com.choupangxia.box.IntBoxTest { 
  
  
  
  public com.choupangxia.box.IntBoxTest(); 
  
  
  
    Code: 
  
  
  
       0: aload_0 
  
  
  
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."":()V 
  
  
  
       4: return 
  
  
  
 
  
  
  
  public static void main(java.lang.String[]); 
  
  
  
    Code: 
  
  
  
       0: bipush        11 
  
  
  
       2: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer; 
  
  
  
       5: astore_1 
  
  
  
       6: aload_1 
  
  
  
       7: invokevirtual #3                  // Method java/lang/Integer.intValue:()I 
  
  
  
      10: istore_2 
  
  
  
      11: return 
  
  
  
} 
 
 
 

可以看到main方法部分，編號(hào)2進(jìn)行了裝箱操作，將原始類型int，裝箱成了Integer，調(diào)用的方法為Integer.valueOf;而編號(hào)7進(jìn)行了拆箱操作將Integer類型轉(zhuǎn)換成了int類型，調(diào)用的方法為Integer.intValue。

自動(dòng)拆箱裝箱的本質(zhì)

通過(guò)上面的分析，我們可以看出所謂的拆箱(unboxing)和裝箱(boxing)操作只不過(guò)是一個(gè)語(yǔ)法糖的功能。編譯器在編譯操作時(shí)，本質(zhì)上還是會(huì)調(diào)用對(duì)應(yīng)包裝類的不同方法來(lái)進(jìn)行處理。

裝箱時(shí)通常會(huì)調(diào)用包裝類的valueOf方法，而拆箱時(shí)通常會(huì)調(diào)用包裝類的xxxValue()方法，其中xxx為類似boolean/long/int等。

而自動(dòng)拆箱和裝箱的操作主要發(fā)生在賦值、比較、算數(shù)運(yùn)算、方法調(diào)用等常見。此時(shí)，我們就需要主要空指針的問(wèn)題。

面試題

看一個(gè)面試題：請(qǐng)問(wèn)下面foo1和foo2被調(diào)用時(shí)如何執(zhí)行?并簡(jiǎn)單分析一下。

 
 
 

  
  
  
public void foo1() { 
  
  
  
    if ((Integer) null == 1) { 
  
  
  
    } 
  
  
  
} 
  
  
  
 
  
  
  
public void foo2() { 
  
  
  
    if ((Integer) null > 1) { 
  
  
  
        System.out.println("abc"); 
  
  
  
    } 
  
  
  
} 
 
 
 

很明顯在調(diào)用兩個(gè)方法時(shí)都會(huì)拋出空指針異常。關(guān)于拋空指針異常的原因及分析過(guò)程，上文已經(jīng)講過(guò)，大家可以嘗試分析一下字節(jié)碼。

再看一個(gè)面試題：下面的語(yǔ)句能正常執(zhí)行嗎?

 
 
 

  
  
  
Integer value1 = (Integer) null; 
  
  
  
Double value2 = (Double) null; 
  
  
  
Boolean value3 = (Boolean) null; 
 
 
 

答案：可以正常執(zhí)行。在Java中null是一個(gè)特殊的值，可以賦值給任何引用類型，也可以轉(zhuǎn)化為任何引用類型。

小結(jié)

任何一個(gè)小的問(wèn)題，小的異常，如果深入追蹤一下，不僅能夠更清楚的明白底層原理，而且還可以在實(shí)踐的過(guò)程中更有把握，更少犯錯(cuò)。

文章標(biāo)題：Java自動(dòng)拆箱空指針異常，救火隊(duì)員上線
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