java里空指针异常的表现（8中Collectors.groupingBy方法空指针异常源码分析）

现在有这样的一个需求：老板让把所有的员工按年龄进行分组，然后统计各个年龄的人数，我来为大家科普一下关于java里空指针异常的表现?下面希望有你要的答案，我们一起来看看吧!

java里空指针异常的表现

现在有这样的一个需求：老板让把所有的员工按年龄进行分组，然后统计各个年龄的人数。

这个需求，如果是在数据库中，可以直接使用一个 group by 语句进行统计即可，那么在 Java 中的话，可以借助于 Java 8 中 Collectors 类提供的 groupingBy() 方法来实现， groupingBy() 方法返回的是一个 Map<key, value> 集合，如果通过 groupingBy() 分组的属性 key 值为null，就会抛出空指针异常。

1、分组示例代码

首先来定义一个员工类 Staff 。

<pre class="prettyprint hljs java" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">package com.magic.stream; public class Staff { private String name; private Integer age; public Staff(String name, Integer age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public Integer getAge() { return age; } public void setAge(Integer age) { this.age = age; } @Override public String toString() { return "Staff{" "name='" name '\'' ", age=" age '}'; } }

再创建一个 Test.java 类，用来验证将 List<Staff> 转换为 Map<String, List<Staff>> ，即按年龄将员工进行分组。

运行程序，输出信息如下：

<pre class="prettyprint hljs xquery" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">{24=[Staff{name='张三', age=24}, Staff{name='赵六', age=24}], 26=[Staff{name='李四', age=26}], 27=[Staff{name='王五', age=27}]}<

如果只需要统计各个年龄的员工数量，那么可以直接使用 Collectors.counting() 方法进行统计，代码如下：

<pre class="prettyprint hljs gradle" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">Map<Integer, Long> staffCountMap = staffs.stream().collect(Collectors.groupingBy(Staff::getAge, Collectors.counting())); System.out.println(staffCountMap);

运行后，输出信息如下：

<pre class="hljs clojure" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 0.75em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">{24=2, 26=1, 27=1}

此时再向员工表中添加一个周七，但是不设置年龄，如下：

再次运行，此时就会抛出空指针异常，错误信息如下：

<pre class="prettyprint hljs vim" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: element cannot be mapped to a null key at java.util.Objects.requireNonNull(Objects.java:228) at java.util.stream.Collectors.lambda$groupingBy$45(Collectors.java:907) at java.util.stream.ReduceOps$3ReducingSink.accept(ReduceOps.java:169) at java.util.ArrayList$ArrayListSpliterator.forEachRemaining(ArrayList.java:1374) at java.util.stream.AbstractPipeline.copyInto(AbstractPipeline.java:481) at java.util.stream.AbstractPipeline.wrapAndCopyInto(AbstractPipeline.java:471) at java.util.stream.ReduceOps$ReduceOp.evaluateSequential(ReduceOps.java:708) at java.util.stream.AbstractPipeline.evaluate(AbstractPipeline.java:234) at java.util.stream.ReferencePipeline.collect(ReferencePipeline.java:499) at com.magic.stream.Test.main(Test.java:21)

2、异常源码分析

这个错误信息是如何报出的呢？下面一起来分析一下 Collectors.groupingBy() 这个方法的源码了。

该方法的入参是 Function<? super T, ? extends K> classifier ，指分类器，也就是上面示例代码中的 Staff::getAge ，在该方法中，又调用了重载方法 groupingBy() ，其定义如下：

这个方法有两个参数，一个是 classifier ，另一个是 downstream ，这个 downstream 用于如何对分组后的数据进行归并操作，上一个方法中直接传入了 toList() 方法，但是在这个方法中，也并没有看到具体的实现，而是继续调用了另一个重载方法，其定义如下：

<pre class="prettyprint hljs dart" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">public static <T, K, D, A, M extends Map<K, D>> Collector<T, ?, M> groupingBy(Function<? super T, ? extends K> classifier, Supplier<M> mapFactory, Collector<? super T, A, D> downstream) { // 用于存放可变结果的容器 Supplier<A> downstreamSupplier = downstream.supplier(); // 用于将结果值保存到可变容器 BiConsumer<A, ? super T> downstreamAccumulator = downstream.accumulator(); BiConsumer<Map<K, A>, T> accumulator = (m, t) -> { // 获取 key 值，对应于上面的示例中，就是调用 Staff 的 getAge() 方法获取员工的年龄 // 此处会对获取的值进行 null 校验 K key = Objects.requireNonNull(classifier.apply(t), "element cannot be mapped to a null key"); A container = m.computeIfAbsent(key, k -> downstreamSupplier.get()); downstreamAccumulator.accept(container, t); }; // 创建一个合并器 BinaryOperator<Map<K, A>> merger = Collectors.<K, A, Map<K, A>>mapMerger(downstream.combiner()); @SuppressWarnings("unchecked") Supplier<Map<K, A>> mangledFactory = (Supplier<Map<K, A>>) mapFactory; // 判断 finisher 函数是否为恒等函数，如果是则可以忽略，否则需要构建 finisher if (downstream.characteristics().contains(Collector.Characteristics.IDENTITY_FINISH)) { // 使用 CollectorImpl 类构建 Map 集合 return new CollectorImpl<>(mangledFactory, accumulator, merger, CH_ID); } else { @SuppressWarnings("unchecked") Function<A, A> downstreamFinisher = (Function<A, A>) downstream.finisher(); Function<Map<K, A>, M> finisher = intermediate -> { intermediate.replaceAll((k, v) -> downstreamFinisher.apply(v)); @SuppressWarnings("unchecked") M castResult = (M) intermediate; return castResult; }; return new CollectorImpl<>(mangledFactory, accumulator, merger, finisher, CH_NOID); } }

这个方法就是 groupingBy() 的最终实现，从上面的代码分析可以看出，在具体的分组过程中，会使用 Objects.requireNonNull() 方法对 key 值进行校验，如果 key 值为空，则会直接抛出异常了，此方法定义如下：

3、异常解决方法

对于这种空指针异常，该如何处理呢？一般有两种方式：