深入浅析Spring 中的Null-Safety

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 类

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

总结