作者：肖汉松
blog.xiaohansong.com/2016/03/13/null-in-java-string/
最近在读《Thinking in Java》，看到这样一段话：
_Primitives that are fields in a class are automatically initialized to zero, as noted in the Everything Is an Object chapter. _
_But the object references are initialized to null, and if you try to call methods for any of them, you’ll get an exception-a runtime error. _
Conveniently, you can still print a null reference without throwing an exception.
大意是：原生类型会被自动初始化为 0，但是对象引用会被初始化为 null，如果你尝试调用该对象的方法，就会抛出空指针异常。通常，你可以打印一个 null 对象而不会抛出异常。
第一句相信大家都会容易理解，这是类型初始化的基础知识，但是第二句就让我很疑惑：为什么打印一个 null 对象不会抛出异常？带着这个疑问，我开始了解惑之旅。下面我将详细阐述我解决这个问题的思路，并且深入 JDK 源码找到问题的答案。
解决问题的过程
可以发现，其实这个问题有几种情况，所以我们分类讨论各种情况，看最后能不能得到答案。
首先，我们把这个问题分解为三个小问题，逐一解决。
第一个问题
直接打印 null 的 String 对象，会得到什么结果？
String s = null;
System.out.print(s);
运行的结果是
null
果然如书上说的没有抛出异常，而是打印了null。显然问题的线索在于print函数的源码中。我们找到print的源码：
public void print(String s) {
if (s == null) {
s = "null";
}
write(s);
}
看到源码才发现原来就只是加了一句判断而已，简单粗暴，可能你对 JDK 的简单实现有点失望了。放心，第一个问题只是开胃菜而已，大餐还在后面。
第二个问题
打印一个 null 的非 String 对象，例如说 Integer：
Integer i = null;
System.out.print(i);
运行的结果不出意料：
null
我们再去看看print的源码：
public void print(Object obj) { write(String.valueOf(obj)); }
有点不一样的了，看来秘密藏在valueOf里面。
public static String valueOf(Object obj) {
return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
}
看到这里，我们终于发现了打印 null 对象不会抛出异常的秘密。print方法对 String 对象和非 String 对象分开进行处理。
String 对象：直接判断是否为 null，如果为 null 给 null 对象赋值为”null”。
非 String 对象：通过调用String.valueOf方法，如果是 null 对象，就返回”null”，否则调用对象的toString方法。
通过上面的处理，可以保证打印 null 对象不会出错。
到这里，本文就应该结束了。
什么？说好的大餐呢？上面还不够塞牙缝呢。
开玩笑啦。下面我们来探讨第三个问题。
第三个问题（隐藏的大餐）
null 对象与字符串拼接会得到什么结果？
String s = null;
s = s + "!";
System.out.print(s);'
结果可能你也猜到了：
null!
为什么呢？跟踪代码运行可以发现，这回跟print没有什么关系。但是上面的代码就调用了print函数，不是它会是谁呢？+的嫌疑最大，但是+又不是函数，我们怎么看到它的源代码？这种情况，唯一的解释就是编译器动了手脚，天网恢恢，疏而不漏，找不到源代码，我们可以去看看编译器生成的字节码。
L0
LINENUMBER 27 L0
ACONST_NULL
ASTORE 1
L1
LINENUMBER 28 L1
NEW java/lang/StringBuilder
DUP
INVOKESPECIAL java/lang/StringBuilder. ()V
ALOAD 1
INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
LDC "!"
INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.toString ()Ljava/lang/String;
ASTORE 1
L2
LINENUMBER 29 L2
GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
ALOAD 1
INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.print (Ljava/lang/String;)V
看了上面的字节码是不是一头雾水？这里我们就要扯开话题，来侃侃+字符串拼接的原理了。
编译器对字符串相加会进行优化，首先实例化一个StringBuilder，然后把相加的字符串按顺序append，最后调用toString返回一个String对象。不信你们看看上面的字节码是不是出现了StringBuilder。详细的解释参考这篇文章 Java细节：字符串的拼接。
String s = "a" + "b";
等价于
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("a");
sb.append("b");
String s = sb.toString();
再回到我们的问题，现在我们知道秘密在StringBuilder.append函数的源码中。
//针对 String 对象
public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null)
return appendNull();
int len = str.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
str.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this;
}
//针对非 String 对象
public AbstractStringBuilder append(Object obj) {
return append(String.valueOf(obj));
}
private AbstractStringBuilder appendNull() {
int c = count;
ensureCapacityInternal(c + 4);
final char[] value = this.value;
value[c++] = 'n';
value[c++] = 'u';
value[c++] = 'l';
value[c++] = 'l';
count = c;
return this;
}
现在我们恍然大悟，append函数如果判断对象为 null，就会调用appendNull，填充”null”。
总结
上面我们讨论了三个问题，由此引出 Java 中 String 对 null 对象的容错处理。上面的例子没有覆盖所有的处理情况，算是抛砖引玉。
如何让程序中的 null 对象在我们的控制之中，是我们编程的时候需要时刻注意的事情。
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