NullPointerException（空指针异常），俗称 NPE，是 Java 程序员最熟悉的 RuntimeException 异常之一。当对象为 null 时，调用其方法或访问其字段会抛出此异常。该异常由 JVM 抛出。

// NullPointerException 示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String s = null;
        System.out.println(s.toLowerCase()); // 这里会抛出 NullPointerException
    }
}

虽然 Java 中没有指针的概念，但变量实际上是引用，Null Pointer 更确切地说是 Null Reference，不过两者区别不大。

5.1 处理 NullPointerException

遇到 NullPointerException 时，应遵循的原则是：早暴露，早修复，严禁使用 catch 语句来隐藏这种编码错误。

// 错误示例: 捕获 NullPointerException
try {
    transferMoney(from, to, amount);
} catch (NullPointerException e) {
    // 这样会隐藏错误，导致问题难以发现和解决
}

良好的编码习惯可以显著降低 NullPointerException 的发生：

1. 成员变量在定义时初始化：

   public class Person {
       private String name = ""; // 使用空字符串初始化，避免默认为 null
   }

   使用空字符串 "" 而不是默认的 null 可以避免很多 NullPointerException。编写业务逻辑时，用空字符串 "" 表示未填写比 null 安全得多。

2. 返回空字符串 ""、空数组而不是 null：

   public String[] readLinesFromFile(String file) {
       if (getFileSize(file) == 0) {
           // 返回空数组而不是 null:
           return new String[0];
       }
       ...
   }

   这样可以避免调用方不必要的 null 值检查。

3. 使用 Optional<T> 处理可能为 null 的返回值：

   public Optional<String> readFromFile(String file) {
       if (!fileExist(file)) {
           return Optional.empty();
       }
       ...
   }

   调用方必须通过 Optional.isPresent() 判断是否有结果，从而避免直接使用可能为 null 的返回值。

5.2 定位 NullPointerException

如果产生了 NullPointerException，例如调用 a.b.c.x() 时产生 NullPointerException，原因可能是 a、a.b 或 a.b.c 其中之一为 null。

在 Java 14 之前，需要通过打印日志来确定哪个对象为 null：

System.out.println(a);
System.out.println(a.b);
System.out.println(a.b.c);

从 Java 14 开始，JVM 可以给出详细的信息，指出哪个对象是 null。例如：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        System.out.println(p.address.city.toLowerCase()); // 这里会抛出 NullPointerException
    }
}

class Person {
    String[] name = new String[2];
    Address address = new Address();
}

class Address {
    String city;
    String street;
    String zipcode;
}

可以在 NullPointerException 的详细信息中看到类似 ... because "<local1>.address.city" is null，意思是 city 字段为 null，这样就能快速定位问题。

要启用这种增强的 NullPointerException 详细信息，需要给 JVM 添加 -XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages 参数：

java -XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages Main.java