Kotlin刨根问底(一)：你真的了解Kotlin中的空安全吗？

这篇以前写过，删了一些废话，修正了一些错误，弄了下排版，最近开始连载这个系列，
行文结构：要点提炼(方便回顾) + 常规操做 + 源码层面摸索实现原理，
内容部分摘取自：《Kotlin实用指南》，感兴趣的能够订阅一波 ~

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0x一、要点提炼

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• Kotlin中经过「非空类型」与「可空类型」来规避 NPE；
• 可空操做符「`?`」、安全调用操做符「`?.`」、非空断言运算符「`!!`」；
• Elvis操做符「`?:`」若是不为空返回它，不然返回另外一个值；
• 安全的类型转换「`as?`」
• ?.let{}
• 不是绝对的空指针安全：Kotlin调用返回空的Java代码；
• Kotlin空安全的实现原理：
  
  

  

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0x二、Kotlin里的空安全用法

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NullPointerException(NPE)，空指针异常，发生在运行时，引用一个空对象的方法时会抛出。

Java中常见的规避手段是：

在对象使用前进行判空：if (obj != null)

多层判空时显得不是很美观，而Kotlin中是「空安全」的：

编译期 就处理Null

空安全不是Kotlin特有的，其余不少编程语言也有，下面简述下Kotlin空安全的相关用法。

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① 非空类型与可空类型

Kotlin中经过「非空类型」和「可空类型」来规避NPE，非空类型不能设置为Null值：

可空类型能够设置为Null值，在类型后加上 可空操做符(?) 便可，代码示例以下：

可空类型，直接访问它的属性或方法，会报错：

能够经过 安全调用操做符(?.) 或 非空断言运算符(!!) 来解决，代码示例以下：

运行结果以下：

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② Elvis操做符(?:)

三目条件运算符的简略写法：若是不是空，就返回它，不然返回另外一个值。代码示例以下：

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③ 安全的类型转换

Kotlin中能够使用as关键字来进行类型转换，而使用as?表示安全类型的转换。最多见的使用场合，后台接口返回一个参数，须要咱们本身作下类型转换，直接用as的话，若是参数为null或者非String类型，就可能引起异常，若是用as? ，参数异常则不会转换，代码示例以下：

运行结果以下：

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④ ?.let{}

let函数除了可用于在同一个做用域下操做变量外（代码更优雅）外：

tvTitle.let {
    it.text = "标题"
    it.textSize = 18.0f
    it.gravity = Gravity.LEFT or Gravity.CENTER
    it.setOnClickListener {}
}
复制代码

还能够用做作判null操做，好比下面这样的代码：

test咱们已经设置了一个值，可是仍是报错，添加上一个非空断言便可：

还有个更优雅的写代码方式，就是用2，修改后的代码以下：

另外?.let{}遍历集合会忽略null值，只对非null值执行操做；除此以外，还能够用集合操做函数filterNotNull过滤出非空元素。

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0x三、不是绝对的空指针安全

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如题，Kotlin中并非绝对的空指针安全，最多见的就是在Kotlin去调Java代码，好比下面这个例子：

//Java
public class Test {
    public static String getMsg() {
        return null;
    }
}

//Kotlin
fun main() {
    println(Test.getMsg().length)
}
复制代码

运行后就直接报错：

当你与Java代码进行互操做时，Null安全性确实被破坏了，固然想规避这个问题也很简单，加个?便可，示例以下：

fun main() {
    println(Test.getMsg()?.length)
}
复制代码

运行结果以下：

Tips：也能够为Java代码@NotNull注解来解决~

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0x四、Kotlin是如何实现空安全的

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接着咱们来探究下，Kotlin中究竟是怎么实现空安全的，写下简单的代码：

fun test_1(str: String) = str.length
fun test_2(str: String?) = str?.length
fun test_3(str: String?) = str!!.length
fun test_4(str: Any?) { str as String }
fun test_5(str: Any?) { str as? String }
复制代码

接着依次点击：Tools -> Kotlin -> Show Kotlin Bytecode，生成字节码：

生成后的Java代码以下：

接着分析一波，首先是test_1函数，能够看到这里有一个@NotNull的注解，而后是：

Intrinsics.checkParameterIsNotNull(str, "str");
复制代码

Intrinsics是Kotlin的一个内部类，定位到checkParameterIsNotNull函数：

再跟：

行吧，其实就是直接对参数判空，若是为空抛出参数为空的异常。接着看下test_2函数，比较简单，判断是否为空，不为空的话，调用对应的方法，不然返回一个null。再接着是test_3函数，直接判断是否为空，空的话直接抛出Npe异常。

而后是test_4函数，判空，若是空抛出类型转换异常，不然执行后续代码；最后是test_5函数，建立一个新对象把参数的值传给他，而后进行类型判断，若是不是特定类型，对象赋值null，而后把执行类型强转后的对象赋值给一个新的对象。

综上，Kotlin中对空安全背后的处理套路以下：

• 一、非空类型的属性编译器添加@NotNull注解，可空类型添加@Nullable注解；
• 二、非空类型直接对参数进行判空，若是为空直接抛出异常；
• 三、可空类型，若是是?.判空，不空才执行后续代码，不然返回null；若是是!!，空的话直接抛出NPE异常。
• 四、as操做符会判空，空的话直接抛出异常，不为空才执行后续操做，没作类型判断！运行时可能会报错！
• 五、as?则是新建一个变量，参数赋值给它，而后判断是否为特定类型，赋值为null，接着把这个变量的值赋值给另外一个新的变量，这里有一点注意：as?处理后的参数可能为空！！！因此调用as?转换后的对象还须要添加安全调用操做符(?.)

提醒：（这里直接用编译后Java代码的缘由是比较直观~）

• @NotNull注解对应字节码里的：@Lorg/jetbrains/annotations/NotNull;
• @Nullable注解对应字节码里的：@Lorg/jetbrains/annotations/Nullable;

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参考文献：

• Kotlin的空安全真的安全吗？

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