前言
最近在讀《Thinking in Java》，看到這樣一段話：
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：原生類型會被自動(dòng)初始化為 0，但是對象引用會被初始化為 null，如果你嘗試調(diào)用該對象的方法，就會拋出空指針異常。通常，你可以打印一個(gè) null 對象而不會拋出異常。
第一句相信大家都會容易理解，這是類型初始化的基礎(chǔ)知識，但是第二句就讓我很疑惑：為什么打印一個(gè) null 對象不會拋出異常？帶著這個(gè)疑問，我開始了解惑之旅。下面我將詳細(xì)闡述我解決這個(gè)問題的思路，并且深入 JDK 源碼找到問題的答案。
解決問題的過程
可以發(fā)現(xiàn)，其實(shí)這個(gè)問題有幾種情況，所以我們分類討論各種情況，看最后能不能得到答案。
首先，我們把這個(gè)問題分解為三個(gè)小問題，逐一解決。
第一個(gè)問題
直接打印 null 的 String 對象，會得到什么結(jié)果？
String s = null;
System.out.print(s);
運(yùn)行的結(jié)果是
null
果然如書上說的沒有拋出異常，而是打印了null。顯然問題的線索在于print函數(shù)的源碼中。我們找到print的源碼：
public void print(String s) {
if (s == null) {
s = "null";
}
write(s);
}
看到源碼才發(fā)現(xiàn)原來就只是加了一句判斷而已，簡單粗暴，可能你對 JDK 的簡單實(shí)現(xiàn)有點(diǎn)失望了。放心，第一個(gè)問題只是開胃菜而已，大餐還在后面。
第二個(gè)問題
打印一個(gè) null 的非 String 對象，例如說 Integer：
Integer i = null;
System.out.print(i);
運(yùn)行的結(jié)果不出意料：
null
我們再去看看print的源碼：
public void print(Object obj) {
write(String.valueOf(obj));
}
有點(diǎn)不一樣的了，看來秘密藏在valueOf里面。
public static String valueOf(Object obj) {
return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
}
看到這里，我們終于發(fā)現(xiàn)了打印 null 對象不會拋出異常的秘密。print方法對 String 對象和非 String 對象分開進(jìn)行處理。
-
String 對象：直接判斷是否為 null，如果為 null 給 null 對象賦值為
"null"。 -
非 String 對象：通過調(diào)用
String.valueOf方法，如果是 null 對象，就返回"null"，否則調(diào)用對象的toString方法。
通過上面的處理，可以保證打印 null 對象不會出錯(cuò)。
到這里，本文就應(yīng)該結(jié)束了。
什么？說好的大餐呢？上面還不夠塞牙縫呢。
開玩笑啦。下面我們來探討第三個(gè)問題。
第三個(gè)問題（隱藏的大餐）
null 對象與字符串拼接會得到什么結(jié)果？
String s = null;
s = s + "!";
System.out.print(s);
結(jié)果可能你也猜到了：
null!
為什么呢？跟蹤代碼運(yùn)行可以發(fā)現(xiàn)，這回跟print沒有什么關(guān)系。但是上面的代碼就調(diào)用了print函數(shù)，不是它會是誰呢？+的嫌疑最大，但是+又不是函數(shù)，我們怎么看到它的源代碼？這種情況，唯一的解釋就是編譯器動(dòng)了手腳，天網(wǎng)恢恢，疏而不漏，找不到源代碼，我們可以去看看編譯器生成的字節(jié)碼。
L0
LINENUMBER 27 L0
ACONST_NULL
ASTORE 1
L1
LINENUMBER 28 L1
NEW java/lang/StringBuilder
DUP
INVOKESPECIAL java/lang/StringBuilder.<init> ()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
看了上面的字節(jié)碼是不是一頭霧水？這里我們就要扯開話題，來侃侃+字符串拼接的原理了。
編譯器對字符串相加會進(jìn)行優(yōu)化，首先實(shí)例化一個(gè)StringBuilder，然后把相加的字符串按順序append，最后調(diào)用toString返回一個(gè)String對象。不信你們看看上面的字節(jié)碼是不是出現(xiàn)了StringBuilder。詳細(xì)的解釋參考這篇文章 Java細(xì)節(jié)：字符串的拼接。
String s = "a" + "b";
//等價(jià)于
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("a");
sb.append("b");
String s = sb.toString();
再回到我們的問題，現(xiàn)在我們知道秘密在StringBuilder.append函數(shù)的源碼中。
//針對 String 對象
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;
}
//針對非 String 對象
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;
}
現(xiàn)在我們恍然大悟，append函數(shù)如果判斷對象為 null，就會調(diào)用appendNull，填充"null"。
總結(jié)
上面我們討論了三個(gè)問題，由此引出 Java 中 String 對 null 對象的容錯(cuò)處理。上面的例子沒有覆蓋所有的處理情況，算是拋磚引玉。
如何讓程序中的 null 對象在我們的控制之中，是我們編程的時(shí)候需要時(shí)刻注意的事情。
