Runtime error nullpointerexception

Довольно часто при разработке на Java программисты сталкиваются с NullPointerException, появляющимся в самых неожиданных местах. В этой статье мы разберёмся, как это исправить и как стараться избегать появления NPE в будущем.

NullPointerException (оно же NPE) это исключение, которое выбрасывается каждый раз, когда вы обращаетесь к методу или полю объекта по ссылке, которая равна null. Разберём простой пример:

Integer n1 = null;
System.out.println(n1.toString());

Здесь на первой строке мы объявили переменную типа Integer и присвоили ей значение null (то есть переменная не указывает ни на какой существующий объект).
На второй строке мы обращаемся к методу toString переменной n1. Так как переменная равна null, метод не может выполниться (переменная не указывает ни на какой реальный объект), генерируется исключение NullPointerException:

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at ru.javalessons.errors.NPEExample.main(NPEExample.java:6)

Как исправить NullPointerException

В нашем простейшем примере мы можем исправить NPE, присвоив переменной n1 какой-либо объект (то есть не null):

Integer n1 = 16;
System.out.println(n1.toString());

Теперь не будет исключения при доступе к методу toString и наша программа отработает корректно.

Если ваша программа упала из-за исключение NullPointerException (или вы перехватили его где-либо), вам нужно определить по стектрейсу, какая строка исходного кода стала причиной появления этого исключения. Иногда причина локализуется и исправляется очень быстро, в нетривиальных случаях вам нужно определять, где ранее по коду присваивается значение null.

Иногда вам требуется использовать отладку и пошагово проходить программу, чтобы определить источник NPE.

Как избегать исключения NullPointerException

Существует множество техник и инструментов для того, чтобы избегать появления NullPointerException. Рассмотрим наиболее популярные из них.

Проверяйте на null все объекты, которые создаются не вами

Если объект создаётся не вами, иногда его стоит проверять на null, чтобы избегать ситуаций с NullPinterException. Здесь главное определить для себя рамки, в которых объект считается «корректным» и ещё «некорректным» (то есть невалидированным).

Не верьте входящим данным

Если вы получаете на вход данные из чужого источника (ответ из какого-то внешнего сервиса, чтение из файла, ввод данных пользователем), не верьте этим данным. Этот принцип применяется более широко, чем просто выявление ошибок NPE, но выявлять NPE на этом этапе можно и нужно. Проверяйте объекты на null. В более широком смысле проверяйте данные на корректность, и консистентность.

Возвращайте существующие объекты, а не null

Если вы создаёте метод, который возвращает коллекцию объектов – не возвращайте null, возвращайте пустую коллекцию. Если вы возвращаете один объект – иногда удобно пользоваться классом Optional (появился в Java 8).

Заключение

В этой статье мы рассказали, как исправлять ситуации с NullPointerException и как эффективно предотвращать такие ситуации при разработке программ.

NullPointerException is a RuntimeException. In Java, a special null value can be assigned to an object reference. NullPointerException is thrown when program attempts to use an object reference that has the null value.
These can be: 
 

• Invoking a method from a null object.
• Accessing or modifying a null object’s field.
• Taking the length of null, as if it were an array.
• Accessing or modifying the slots of null object, as if it were an array.
• Throwing null, as if it were a Throwable value.
• When you try to synchronize over a null object.

Why do we need the null value? 
Null is a special value used in Java. It is mainly used to indicate that no value is assigned to a reference variable. One application of null is in implementing data structures like linked list and tree. Other applications include Null Object pattern (See this for details) and Singleton pattern. The Singleton pattern ensures that only one instance of a class is created and also, aims for providing a global point of access to the object.
A sample way to create at most one instance of a class is to declare all its constructors as private and then, create a public method that returns the unique instance of the class:
 

Output: 
 

10099197-8c2d-4638-9371-e88c820a9af2

In above example, a static instance of the singleton class. That instance is initialized at most once inside the Singleton getInstance method.
How to avoid the NullPointerException? 
To avoid the NullPointerException, we must ensure that all the objects are initialized properly, before you use them. When we declare a reference variable, we must verify that object is not null, before we request a method or a field from the objects.
Following are the common problems with the solution to overcome that problem.
 

Case 1 : String comparison with literals

A very common case problem involves the comparison between a String variable and a literal. The literal may be a String or an element of an Enum. Instead of invoking the method from the null object, consider invoking it from the literal. 
 

Output: 
 

NullPointerException Caught

We can avoid NullPointerException by calling equals on literal rather than object.
 

Output: 
 

Not Same

Case 2 : Keeping a Check on the arguments of a method

Before executing the body of your new method, we should first check its arguments for null values and continue with execution of the method, only when the arguments are properly checked. Otherwise, it will throw an IllegalArgumentException and notify the calling method that something is wrong with the passed arguments. 
 

Output: 
 

0
13
IllegalArgumentException caught

Case 3 : Use of Ternary Operator

The ternary operator can be used to avoid NullPointerException. First, the Boolean expression is evaluated. If the expression is true then, the value1 is returned, otherwise, the value2 is returned. We can use the ternary operator for handling null pointers:
 

Output: 
 

Geeks