Spring 中的Null-Safety

Java框架

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2019-6-27

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之前一直在某些代码中看到过使用@Nullable 标注过的注释,当时也没有在意到底是什么意思,所以这篇文章来谈谈Spring中关于Null的那些事。

在Java中不允许让你使用类型表示其null的安全性,但Spring Framework 现在在org.sprinngframework.lang包提供以下注释,以便声明API和字段的可空性:

  • @Nullable: 用于指定参数、返回值或者字段可以作为null的注释。
  • @NonNull: 与上述注释相反,表明指定参数、返回值或者字段不允许为null。(不需要@NonNullApi和@NonNullFields适用的参数/返回值和字段)
  • @NonNullApi: 包级别的注释声明非null作为参数和返回值。
  • @NonNullFields:包级别的注释声明字段默认非空

Spring Framework 本身利用了上面这几个注释,但它们也可以运用在任何基于Spring的Java 项目中,以声明空安全api 和 空安全字段。尚未支持泛型和数组元素的可空性,但应也即将发布在后来的版本。Spring Null-Safety出现在Spring5中,让我们更方便的编写空安全的代码,这叫做null-safety,null-safety不是让我们逃脱不安全的代码,而是在编译时产生警告。 此类警告可以在运行时防止灾难性空指针异常(NPE)。

@NonNull

@NonNull注释是null-safety的所有注释中最重要的一个,我们可以使用此注释在期望对象引用的任何地方声明非空约束:字段、方法参数或者方法返回值。

先来看一个例子

public class Student {

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        if(name != null && name.isEmpty()){
            name = null;
        }
        this.name = name;
    }
}

上述代码对name的校验是有效的,但是存在一个缺陷,如果name被设置为null的话,那么当我们使用name的时候,就会以NullPointerException来结尾。

使用@NonNull

Spring 的null-safety特性能够允许idea或者eclipse报告这个潜在的威胁,例如,如果我们用IDEA对属性加上@NonNull会出现如下的效果。

奇怪,并没有什么变化啊,没看见有潜在的安全提示啊,那是因为你没有在idea进行设置

设置安全检查

如果你也没有提示的话,可以通过如下的方式设置安全检查

如果还不好使的话,那就在右侧 configuration annotations 添加一下 @NonNull和 @Nullable 所在的jar包,如下:

添加上,打上 ✅ 即可看到如下效果。

现在fullName 已经被@NonNull 注释添加编译器检查null值的功能了!

如果你不相信的话,可以把@NonNull 注释去掉,你的鼠标再放在fullName 上,已经没有这句提示了。

@NonNullFields

@NonNull 注解能够帮助你确保null-safety。然而,如果此注释直接装饰所有的字段的话,就会污染整个代码库。

Spring提供了另外一个不允许为null的注解 — @NonNullFields。这个注解适合用在包级别上,通知我们的开发工具注释包中所有的字段,默认的,不允许为null

新建一个Parent类,并在该类所属包下创建一个名为package-info.java的类,创建的不是Java类,而是创建的file,名为package-info.java,如下

package-info.java

@NonNullFields
package com.nullsafety.demo.pojo;

import org.springframework.lang.NonNullFields;

新建一个Parent.java

public class Parent {

    private String son;
    private String age;
    private String name;

    public void setSon(String son) {
        if(son != null && son.isEmpty()){
            son = null;
        }
        this.son = son;
    }

    public void setAge(String age) {
        if(age != null && age.isEmpty()){
            age = null;
        }
        this.age = age;
    }

    public void setName(String name) {
        if(name != null && name.isEmpty()){
            name = null;
        }
        this.name = name;
    }
}

package-info.java 中的@NonNullFields能够对Parent类中所有的属性起作用,把鼠标放在任意一个属性上,会出现编译期检查的提示

@Nullable

@NonNullFields注释通常比@NonNull更好,因为它有助于减少样板。 但是,有时我们想要从包级别指定的非null约束中免除某些字段,这时候就会使用到@Nullable注解

改造一下Person.java,Person.java 与pack-info.java 处于同一包下

public class Person {

    @NonNull
    private String fullName;

    @Nullable
    private String nickName;

    public String getNickName() {
        return nickName;
    }

    public void setNickName(String nickName) {
        if(nickName != null && nickName.isEmpty()){
            nickName = null;
        }
        this.nickName = nickName;
    }

    public String getFullName() {
        return fullName;
    }

    public void setFullName(String fullName) {
        if(fullName != null && fullName.isEmpty()){
            fullName = null;
        }
        this.fullName = fullName;
    }
}

在这种情况下,我们使用@Nullable注释来覆盖字段上@NonNullFields的语义。

@NonNullApi

@NonNullFields注释仅适用于其名称所示的字段。 如果我们想对方法的参数和返回值产生相同的影响,我们需要@NonNullApi。

添加 @NonNullApi和 @NonNullFields 在 configure annotations 中,并选用NonNullApi

与@NonNullFields一样,我们需要在package-info.java 中定义@NonNullApi

package-info.java

@NonNullApi
@NonNullFields
package com.nullsafety.demo.pojo;

import org.springframework.lang.NonNullApi;
import org.springframework.lang.NonNullFields;

加上如下注释后的效果如下: 可以在返回值的时候接受到编译期的提示。

后记

看完文章,你至少应该了解

  • 四个注解 @NonNull, @Nullable, @NonNullFields, @NonNullApi 四个注解各自的作用范围
  • 如何设置编译期的Null-safety检查

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作者:c旋儿