Kotlin刨根問底——你真的瞭解Kotlin中的空安全嗎？

0x一、碎碎念

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最近挺長一段時間，Flutter相關的技術文章和討論各類刷屏，而我：

摸魚挺長一段時間，折騰了不少花裏胡哨的東西，最近打算重拾Android開發的老本行，廣度 -> 深度，好好複習幾個月，準備Android面試，儘管常常有人調侃：

每一個人的時間都是有限的，一旦作出學習某塊知識的選擇，意味着付出了暫時沒法學習其餘知識的機會成本，須要取捨。不可能等什麼都學會了再去面試，學完得猴年馬月，並且技術，是學不完的…
如何在有限時間內效益最大化，選擇學什麼顯得尤其重要，看下掘金Android類的TAG：

排行第一的是Flutter和Kotlin，二者的區別，在《Kotlin 和 Flutter 對於開發者究竟意味着什麼？》中的描述：

Flutter和Kotlin並不衝突！

• Kotlin可解讀爲：Android逐漸放棄Java這個開發依賴。
• Flutter則可解讀爲：Google 開始放棄 Android，迎接新操做系統 Google Fuchsia的準備。

接着二選一咯，具體學哪一個，仍是看市場需求，拉鉤隨手搜下Flutter和Kotlin的崗位需求：

其中一則Flutter崗的任職要求：

可能作過RN和前端的開發仔更適合學Flutter吧~

行吧，仍是作回原生開發仔，Android原生開發，愈來愈多的公司加上「熟悉Kotlin」這條招聘要求，被如火如荼的Flutter浪潮淹沒，你們可能都忘了，在今年五月的Google I/O大會上，官方曾宣佈：「Kotlin編程語言是Android應用開發的首選語言」！

初次接觸Kotlin已經是三年前，在上家公司用Kotlin重構了平板的應用市場和電臺APP。說來慚愧，至今仍是一個API選手，不過相信在座不少Android開發和我同樣，都停留在會用的程度。

不想止步於會用，還想了解下原理，因此有了這個系列。本節先來刨一刨Kotlin中的空安全~

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0x二、Kotlin裏的空安全怎麼用

NullPointerException(NPE)，空指針異常，在Java開發時，若是不想遇到這種異常，須要在使用前不停地判斷它是否爲Null。而在Kotlin中是空安全的，在編譯期就處理Null，以此避免執行時異常。另外空安全不是Kotlin特有的，其餘不少的變成語言也有，接着簡單描述下Kotlin空安全的相關用法。

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① 非空類型與可空類型

Kotlin中經過「非空類型」和「可空類型」來規避空NPE，非空類型不能設置爲Null值：

可空類型能夠設置爲Null值，在類型後加上 可空操做符(?) 便可，代碼示例以下：

可空類型，直接訪問它的屬性或方法，會報錯：

能夠經過 安全調用操做符(?.) 或 非空斷言運算符(!!) 來解決，代碼示例以下：

運行結果以下：

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② Elvis操做符(?:)

三目條件運算符的簡略寫法：若是不是空，就返回它，不然返回另外一個值。代碼示例以下：

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③ 安全的類型轉換

Kotlin中可使用as關鍵字來進行類型轉換，而使用as?表示安全類型的轉換。最多見的使用場合，後臺接口返回一個參數，須要咱們本身作下類型轉換，直接用as的話，若是參數爲null或者非String類型，就可能引起異常，若是用as? ，參數異常則不會轉換，代碼示例以下：

運行結果以下：

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④ ?.let{}

let函數除了可用於在同一個做用域下操做變量外（代碼更優雅）外：

tvTitle.let {
    it.text = "標題"
    it.textSize = 18.0f
    it.gravity = Gravity.LEFT or Gravity.CENTER
    it.setOnClickListener {}
}
複製代碼

還能夠用做作判null操做，好比下面這樣的代碼：

test咱們已經設置了一個值，可是仍是報錯，添加上一個非空斷言便可：

還有個更優雅的寫代碼方式，就是用?.let{}，修改後的代碼以下：

另外?.let{}遍歷集合會忽略null值，只對非null值執行操做；除此以外，還能夠用集合操做函數filterNotNull過濾出非空元素。

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0x三、不是絕對的空指針安全

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如題，Kotlin中並非絕對的空指針安全，最多見的就是在Kotlin去調Java代碼，好比下面這個例子：

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

//Kotlin
fun main() {
    println(Test.getMsg().length)
}
複製代碼

運行後就直接報錯：

當你與Java代碼進行互操做時，Null安全性確實被破壞了，固然想規避這個問題也很簡單，加個?便可，示例以下：

fun main() {
    println(Test.getMsg()?.length)
}
複製代碼

運行結果以下：

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0x四、Kotlin是如何實現空安全的

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接着咱們來探究下，Kotlin中究竟是怎麼實現空安全的，寫下簡單的代碼：

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 }
複製代碼

接着依次點擊：Tools -> Kotlin -> Show Kotlin Bytecode，生成字節碼：

生成後的Java代碼以下：

接着分析一波，首先是test_1函數，能夠看到這裏有一個@NotNull的註解，而後是：

Intrinsics.checkParameterIsNotNull(str, "str");
複製代碼

Intrinsics是Kotlin的一個內部類，定位到checkParameterIsNotNull函數：

再跟：

行吧，其實就是直接對參數判空，若是爲空拋出參數爲空的異常。接着看下test_2函數，比較簡單，判斷是否爲空，不爲空的話，調用對應的方法，不然返回一個null。再接着是test_3函數，直接判斷是否爲空，空的話直接拋出Npe異常。

而後是test_4函數，判空，若是空拋出類型轉換異常，不然執行後續代碼；最後是test_5函數，建立一個新對象把參數的值傳給他，而後進行類型判斷，若是不是特定類型，對象賦值null，而後把執行類型強轉後的對象賦值給一個新的對象。

綜上，Kotlin中對空安全背後的處理套路以下：

• 一、非空類型的屬性編譯器添加@NotNull註解，可空類型添加@Nullable註解；
• 二、非空類型直接對參數進行判空，若是爲空直接拋出異常；
• 三、可空類型，若是是?.判空，不空才執行後續代碼，不然返回null；若是是!!，空的話直接拋出NPE異常。
• 四、as操做符會判空，空的話直接拋出異常，不爲空才執行後續操做，沒作類型判斷！運行時可能會報錯！
• 五、as?則是新建一個變量，參數賦值給它，而後判斷是否爲特定類型，賦值爲null，接着把這個變量的值賦值給另外一個新的變量，這裏有一點注意：as?處理後的參數可能爲空！！！因此調用as?轉換後的對象還須要添加安全調用操做符(?.)

提醒：（這裏直接用編譯後Java代碼的緣由是比較直觀~）

• @NotNull註解對應字節碼裏的：@Lorg/jetbrains/annotations/NotNull;
• @Nullable註解對應字節碼裏的：@Lorg/jetbrains/annotations/Nullable;

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以上就是本人關於Kotlin中空安全實現原理的解讀，若是紕漏或建議，歡迎在評論區指出，謝謝~

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參考文獻：

• Kotlin的空安全真的安全嗎？

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