在 Java 開發中，頻繁的 if (obj != null) 判空代碼會導致代碼冗余、可讀性差，且容易遺漏判空導致 NullPointerException。以下從 語言特性、設計模式、工具類 和 編碼規范 四個維度，結合實際案例，詳解如何優雅處理空值問題。

一、利用 Java 8+ 的 Optional 類

Optional 是函數式編程的容器類，顯式表達可能為空的值，強制開發者處理空邏輯。
1. 案例：鏈式處理嵌套對象
傳統判空代碼（易出錯且冗長）：

public String getUserCity(User user) {if (user != null) {Address address = user.getAddress();if (address != null) {return address.getCity();}}return "Unknown";
}

使用 Optional 優化：

public String getUserCity(User user) {return Optional.ofNullable(user).map(User::getAddress)     // 若user為null，直接跳過.map(Address::getCity)     // 若address為null，跳過.orElse("Unknown");        // 最終兜底值
}

2. 關鍵方法

3. 注意事項

• 避免濫用 Optional：不要用它替代所有 null，如方法參數、字段或集合。
• 性能影響：在高頻調用場景（如循環體內部），Optional 的創建可能帶來輕微性能損耗。

二、工具類封裝判空邏輯

通過工具類集中處理空值，減少重復代碼。
1. 使用 Objects 類（Java 7+）

import java.util.Objects;// 參數校驗（若input為null，拋出NPE）
public void process(String input) {Objects.requireNonNull(input, "Input must not be null");// 后續邏輯
}

2. Apache Commons Lang3

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;// 判空并處理字符串
if (StringUtils.isNotBlank(str)) {System.out.println(str.trim());
}// 通用對象判空
if (ObjectUtils.isNotEmpty(list)) {list.forEach(System.out::println);
}

3. Guava 的 Preconditions

import com.google.common.base.Preconditions;public void process(String input) {Preconditions.checkArgument(input != null, "Input must not be null");// 后續邏輯
}

三、通過設計模式規避空指針

1. Null Object 模式
場景：需要避免返回 null 的業務邏輯。
案例：訂單系統中的客戶信息查詢：

public interface Customer {String getName();boolean isAnonymous();
}// 真實客戶對象
public class RealCustomer implements Customer {private String name;public String getName() { return name; }public boolean isAnonymous() { return false; }
}// 空對象（代替null）
public class NullCustomer implements Customer {public String getName() { return "Anonymous User"; }public boolean isAnonymous() { return true; }
}// 使用
public Customer findCustomerById(String id) {Customer customer = db.query(id);return customer != null ? customer : new NullCustomer();
}// 客戶端無需判空
customer.getName(); // 永遠有值

2. 返回空集合而非 null
錯誤示例：

public List<String> getOrders() {if (noOrders) {return null;  // 導致客戶端必須判空}return orders;
}

正確實踐：

public List<String> getOrders() {return orders != null ? orders : Collections.emptyList();
}// Java 9+ 可使用 List.of()
public List<String> getOrders() {return orders != null ? orders : List.of();
}

四、靜態代碼分析與注解

通過 @Nullable 和 @NonNull 注解，結合 IDE 或靜態分析工具（如 Checker Framework、SpotBugs）在編譯時檢查空值。

1. 使用 Spring 的注解

import org.springframework.lang.NonNull;
import org.springframework.lang.Nullable;public void process(@NonNull String input) { // 標記參數不可為nullSystem.out.println(input.length());
}@Nullable
public String findNameById(Long id) { // 明確返回值可能為nullreturn nameService.query(id);
}

2. 集成 IDE 檢查

• IntelliJ IDEA：內置支持 @Nullable 注解，自動提示可能的空指針。
• Eclipse：通過 @NonNullByDefault 配置全局非空約束。

五、Lombok 的 @NonNull

自動生成判空代碼，適合簡化方法參數校驗。

import lombok.NonNull;public void process(@NonNull String input) { // Lombok 自動生成：if (input == null) throw NPESystem.out.println(input.length());
}

六、綜合案例分析

場景：訂單服務中獲取用戶地址
傳統代碼：

public String getOrderAddress(Order order) {if (order != null) {User user = order.getUser();if (user != null) {Address address = user.getAddress();if (address != null) {return address.getFullAddress();}}}return "Address not found";
}

優化方案：

public String getOrderAddress(Order order) {return Optional.ofNullable(order).map(Order::getUser).map(User::getAddress).map(Address::getFullAddress).orElse("Address not found");
}

進一步優化（結合設計模式）：

/ 定義 NullAddress 對象
public class NullAddress implements Address {public String getFullAddress() {return "Address not found";}
}// 修改 User 類的 getAddress 方法
public Address getAddress() {return address != null ? address : new NullAddress();
}// 最終代碼
public String getOrderAddress(Order order) {return Optional.ofNullable(order).map(Order::getUser).map(User::getAddress).map(Address::getFullAddress).orElse("Address not found"); // 或直接返回空對象的邏輯
}

總結：何時使用哪種方案？

終極原則：

• 1. 不要返回 null：用空集合、空對象或 Optional 代替。
• 2. 防御式編程：公共方法的參數顯式校驗。
• 3. 文檔化：在方法簽名或注釋中明確是否可能返回 null。
• 4. 靜態分析：通過工具提前發現潛在的空指針問題。

通過以上方法，可顯著減少 if (obj != null) 的顯式判空，提升代碼的安全性和可維護性。