Spring 中的Null-Safety

之前一直在某些代碼中看到過使用@Nullable 標註過的註釋，當時也沒有在意到底是什麼意思，所以這篇文章來談談Spring中關於Null的那些事。

在Java中不允許讓你使用類型表示其null的安全性，但Spring Framework 現在在org.sprinngframework.lang包提供以下註釋，以便聲明API和字段的可空性:

@Nullable: 用於指定參數、返回值或者字段可以作為null的註釋。
@NonNull: 與上述註釋相反，表明指定參數、返回值或者字段不允許為null。(不需要@NonNullApi和@NonNullFields適用的參數/返回值和字段)
@NonNullApi: 包級別的註釋聲明非null作為參數和返回值。
@NonNullFields:包級別的註釋聲明字段默認非空

Spring Framework 本身利用了上面這幾個註釋，但它們也可以運用在任何基於Spring的Java 項目中，以聲明空安全api 和空安全字段。尚未支持泛型和數組元素的可空性，但應也即將發布在後來的版本。Spring Null-Safety出現在Spring5中，讓我們更方便的編寫空安全的代碼，這叫做null-safety，null-safety不是讓我們逃脫不安全的代碼，而是在編譯時產生警告。此類警告可以在運行時防止災難性空指針異常（NPE）。

@NonNull

@NonNull註釋是null-safety的所有註釋中最重要的一個，我們可以使用此註釋在期望對象引用的任何地方聲明非空約束：字段、方法參數或者方法返回值。

先來看一個例子

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;
    }
}

上述代碼對name的校驗是有效的，但是存在一個缺陷，如果name被設置為null的話，那麼當我們使用name的時候，就會以NullPointerException來結尾。

使用@NonNull

Spring 的null-safety特性能夠允許idea或者eclipse報告這個潛在的威脅，例如，如果我們用IDEA對屬性加上@NonNull會出現如下的效果。

奇怪，並沒有什麼變化啊，沒看見有潛在的安全提示啊，那是因為你沒有在idea進行設置

設置安全檢查

如果你也沒有提示的話，可以通過如下的方式設置安全檢查

如果還不好使的話，那就在右側 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。

現在fullName 已經被@NonNull 註釋添加編譯器檢查null值的功能了！

如果你不相信的話，可以把@NonNull 註釋去掉，你的鼠標再放在fullName 上，已經沒有這句提示了。

@NonNullFields

@NonNull 註解能夠幫助你確保null-safety。然而，如果此註釋直接裝飾所有的字段的話，就會污染整個代碼庫。

Spring提供了另外一個不允許為null的註解 — @NonNullFields。這個註解適合用在包級別上，通知我們的開發工具註釋包中所有的字段，默認的，不允許為null

新建一個Parent類，並在該類所屬包下創建一個名為package-info.java的類，創建的不是Java類，而是創建的file，名為package-info.java，如下

package-info.java

@NonNullFields
package com.nullsafety.demo.pojo;

import org.springframework.lang.NonNullFields;

新建一個Parent.java 類

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能夠對Parent類中所有的屬性起作用，把鼠標放在任意一個屬性上，會出現編譯期檢查的提示

@Nullable

@NonNullFields註釋通常比@NonNull更好，因為它有助於減少樣板。但是，有時我們想要從包級別指定的非null約束中免除某些字段，這時候就會使用到@Nullable註解

改造一下Person.java，Person.java 與pack-info.java 處於同一包下

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;
    }
}

在這種情況下，我們使用@Nullable註釋來覆蓋字段上@NonNullFields的語義。

@NonNullApi

@NonNullFields註釋僅適用於其名稱所示的字段。如果我們想對方法的參數和返回值產生相同的影響，我們需要@NonNullApi。

添加 @NonNullApi和 @NonNullFields 在 configure annotations 中，並選用NonNullApi

與@NonNullFields一樣，我們需要在package-info.java 中定義@NonNullApi

package-info.java

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

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

加上如下註釋后的效果如下: 可以在返回值的時候接受到編譯期的提示。

後記：

看完文章，你至少應該了解

四個註解 @NonNull， @Nullable, @NonNullFields, @NonNullApi 四個註解各自的作用範圍
如何設置編譯期的Null-safety檢查

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