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@coder-pig 2019-09-28T06:47:27.000000Z 字数 3119 阅读 874

Kotlin刨根问底——你真的了解Kotlin中的空安全吗?

2019


0x1、碎碎念


最近挺长一段时间,Flutter相关的技术文章和讨论各种刷屏,而我:

摸鱼挺长一段时间,折腾了很多花里胡哨的东西,最近打算重拾Android开发的老本行,广度 -> 深度,好好复习几个月,准备Android面试,尽管经常有人调侃:

每个人的时间都是有限的,一旦做出学习某块知识的选择,意味着付出了暂时无法学习其他知识的机会成本,需要取舍。不可能等什么都学会了再去面试,学完得猴年马月,而且技术,是学不完的...
如何在有限时间内效益最大化,选择学什么显得尤为重要,看下掘金Android类的TAG:

排行第一的是Flutter和Kotlin,两者的区别,在《Kotlin 和 Flutter 对于开发者究竟意味着什么?》中的描述:

Flutter和Kotlin并不冲突

  • Kotlin可解读为:Android逐渐放弃Java这个开发依赖。
  • Flutter则可解读为:Google 开始放弃 Android,迎接新操作系统 Google Fuchsia的准备。

接着二选一咯,具体学哪个,还是看市场需求,拉钩随手搜下Flutter和Kotlin的岗位需求:

其中一则Flutter岗的任职要求:

可能做过RN和前端的开发仔更适合学Flutter吧~

行吧,还是做回原生开发仔,Android原生开发,越来越多的公司加上「熟悉Kotlin」这条招聘要求,被如火如荼的Flutter浪潮淹没,大家可能都忘了,在今年五月的Google I/O大会上,官方曾宣布:「Kotlin编程语言是Android应用开发的首选语言」!

初次接触Kotlin已是三年前,在上家公司用Kotlin重构了平板的应用市场和电台APP。说来惭愧,至今还是一个API选手,不过相信在座很多Android开发和我一样,都停留在会用的程度。

不想止步于会用,还想了解下原理,所以有了这个系列。本节先来刨一刨Kotlin中的空安全~


0x2、Kotlin里的空安全怎么用

NullPointerException(NPE),空指针异常,在Java开发时,如果不想遇到这种异常,需要在使用前不停地判断它是否为Null。而在Kotlin中是空安全的,在编译期就处理Null,以此避免执行时异常。另外空安全不是Kotlin特有的,其他很多的变成语言也有,接着简单描述下Kotlin空安全的相关用法。


① 非空类型与可空类型

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

可空类型可以设置为Null值,在类型后加上 可空操作符(?) 即可,代码示例如下:

可空类型,直接访问它的属性或方法,会报错:

可以通过 安全调用操作符(?.)非空断言运算符(!!) 来解决,代码示例如下:

运行结果如下


② Elvis操作符(?:)

三目条件运算符的简略写法:如果不是空,就返回它,否则返回另一个值。代码示例如下:


③ 安全的类型转换

Kotlin中可以使用as关键字来进行类型转换,而使用as?表示安全类型的转换。最常见的使用场合,后台接口返回一个参数,需要我们自己做下类型转换,直接用as的话,如果参数为null或者非String类型,就可能引发异常,如果用as? ,参数异常则不会转换,代码示例如下:

运行结果如下


④ ?.let{}

let函数除了可用于在同一个作用域下操作变量外(代码更优雅)外:

  1. tvTitle.let {
  2. it.text = "标题"
  3. it.textSize = 18.0f
  4. it.gravity = Gravity.LEFT or Gravity.CENTER
  5. it.setOnClickListener {}
  6. }

还可以用作做判null操作,比如下面这样的代码:

test我们已经设置了一个值,但是还是报错,添加上一个非空断言即可:

还有个更优雅的写代码方式,就是用?.let{},修改后的代码如下:

另外?.let{}遍历集合会忽略null值,只对非null值执行操作;除此之外,还可以用集合操作函数filterNotNull过滤出非空元素。


0x3、不是绝对的空指针安全


如题,Kotlin中并不是绝对的空指针安全,最常见的就是在Kotlin去调Java代码,比如下面这个例子:

  1. //Java
  2. public class Test {
  3. public static String getMsg() {
  4. return null;
  5. }
  6. }
  7. //Kotlin
  8. fun main() {
  9. println(Test.getMsg().length)
  10. }

运行后就直接报错

当你与Java代码进行互操作时,Null安全性确实被破坏了,当然想规避这个问题也很简单,加个?即可,示例如下:

  1. fun main() {
  2. println(Test.getMsg()?.length)
  3. }

运行结果如下


0x4、Kotlin是如何实现空安全的


接着我们来探究下,Kotlin中到底是怎么实现空安全的,写下简单的代码:

  1. fun test_1(str: String) = str.length
  2. fun test_2(str: String?) = str?.length
  3. fun test_3(str: String?) = str!!.length
  4. fun test_4(str: Any?) { str as String }
  5. fun test_5(str: Any?) { str as? String }

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

生成后的Java代码如下:

接着分析一波,首先是test_1函数,可以看到这里有一个@NotNull的注解,然后是:

  1. Intrinsics.checkParameterIsNotNull(str, "str");

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,如果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,否则返回一个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。

然后是test_4函数,判空,如果空抛出类型转换异常,否则执行后续代码;最后是test_5函数,创建一个新对象把参数的值传给他,然后进行类型判断,如果不是特定类型,对象赋值null,然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如下:

  • 1、非空类型的属性编译器添加@NotNull注解,可空类型添加@Nullable注解;
  • 2、非空类型直接对参数进行判空,如果为空直接抛出异常;
  • 3、可空类型,如果是?.判空,不空才执行后续代码,否则返回null;如果是!!,空的话直接抛出NPE异常。
  • 4、as操作符会判空,空的话直接抛出异常,不为空才执行后续操作,没做类型判断!运行时可能会报错!
  • 5、as?则是新建一个变量,参数赋值给它,然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一个新的变量,这里有一点注意:as?处理后的参数可能为空!!!所以调用as?转换后的对象还需要添加安全调用操作符(?.)

提醒:(这里直接用编译后Java代码的原因是比较直观~)

  • @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;

以上就是本人关于Kotlin中空安全实现原理的解读,如果纰漏或建议,欢迎在评论区指出,谢谢~


参考文献


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