Evite o NullPointerException no Java

public class CartaoDeCredito {
    private String titular;
    private String numero;
    private String cvv;
    private LocalDate dataDeExpiracao;
    //getters e setters
}

Também temos uma classe que representa o usuário desse sistema:

Vocês acreditariam se eu dissesse que este código já está propenso a receber um NPE? Antes de explicar o porquê, vamos entender melhor essa exceção.

NullPointerException

NullPointerException é uma exceção que indica que a aplicação tentou usar uma referência de um objeto que estava com valor nulo.

Extende a classe RuntimeException, que, por sua vez, engloba exceções que são disparadas em tempo de execução. Além disso, NPE é uma unchecked exception, logo, ela não precisa ser tratada e o compilador não acusa erro em tempo de compilação.

As unchecked exceptions representam falhas no código feitas pelo programador, (sim, a culpa é nossa). Normalmente são bugs da aplicação que poderiam ter sido evitados caso o desenvolvedor tomasse mais cuidado na hora de programar.

Mas por que tomamos NPE’s? Quais as causas? O que deixa o código propenso a essa exceção?

Se fossemos listar as ações que causam NullPointerException teríamos algo assim:

• Chamar um método de uma referência de objeto que esteja com valor nulo
• Acessar ou modificar um atributo de uma referência de objeto nula
• Em caso de array ou coleções, usar métodos de elementos nulos
• Lançar um NullPointerException
• Fazer uso de unboxing em um objeto de valor nulo
• Tentar pegar o tamanho de uma array nula

Voltando ao código mostrado no começo, vou provar para vocês, que aquele código já está muito propenso a receber um NPE.

Bom, temos um método que, dado um novo cartão que o usuário está tentando cadastrar, verifica pelo número se aquele cartão já consta cadastrado na lista de cartões do usuário. Podemos ver o código do método logo abaixo:

Para mostrar para vocês esse método funcionando, vou criar um usuário novo e tentar validar um novo cartão de crédito.

Como acabamos de criar o usuário, em teoria o resultado deveria ser true pois não temos nenhum cartão cadastrado ainda. Para o teste, iremos usar o seguinte código:

Ao executar este código, temos o seguinte resultado:

Tem mais coisas do que eu estava esperando. Tomamos um NPE, mas por que? Eu preenchi todas as informações, tanto do cartão quanto do usuário, o que está nulo?

Lembra que eu falei que só aquela declaração de classe já deixava aberta a possibilidade de NPE? Então, foi ela a causa do problema. Todos os atributos daquelas classes foram declarados, mas não foram inicializados, logo, por não serem de tipos primitivos, o valor padrão desses atributos é nulo.

Então quando fomos iterar a lista de cartões do usuário para ver se já existia algum cartão com aquele número, na verdade, iteramos em uma lista nula e foi aí que tomamos o NPE.

Para consertar esse código podemos encapsular nosso for dentro de um if que verifica se a lista de cartões não está nula. Algo assim:

Problema de lista nula resolvido. Mas imagina ter que ficar fazendo esse if toda vez que tiver a chance de algo estar nulo? Além do trabalho, o código ficará extremamente deselegante. Então vamos tentar cortar o mal pela raiz de uma vez por todas.

Codificando Defensivamente

Uma ótima prática no mundo da programação que diminui e muito as chances de tomar NPE é inicializar os atributos da sua classe. Pois assim, o valor padrão deles nunca será nulo. No nosso exemplo, podemos fazer assim:

Pronto, inicializados. Com isso, podemos tirar aquele if que verificava se a lista de cartões do usuário estava nula, pois sabemos que ela não está.

Outro ponto importante é evitar ao máximo, eu até diria não fazer, definitivamente não fazer, atribuir nulo para alguma variável.

Eu entendo que às vezes você quer ter uma referência nula para atribuir valor para ela posteriormente, por exemplo, agora o processo de criação de usuário ficou um pouco mais complexo, precisamos saber se o usuário é homem ou mulher, pois o processo de criação de ambos são diferentes, para isso temos este código:

Este código, por si só, não lança um NPE, mas nos deixa em alerta, pois qualquer método que chamarmos usando a referência usuario com valor nulo, irá disparar um NPE. Uma forma de evitar isso é fazendo um early return dessa forma:

O código fica até mais simples não acham? Meu ponto é, realmente não atribua valor nulo para nada.

Sempre valide dados "não confiáveis". Podemos atribuir esse nome a dados vindos de fontes externas da sua aplicação, seja vindo do usuário ou de uma aplicação externa. Eu chamo de dados “não confiáveis” pois você não sabe o que tem neles, não foi você que enviou esses dados, não tem como saber.

Então faça validações, seja usando anotações, seja realmente validando para ver se os campos recebimos não estão nulos ou em formato errado, não importa. O importante é validar os dados desconhecidos.

E por último, mas não menos importante, tente ao máximo usar métodos referentes a objetos que você tem certeza que não estão nulos.

Por exemplo, voltando ao nosso método que verifica se o cartão já existe na lista de cartões de usuário:

Vamos pensar que apenas inicializamos o atributo que representa a lista de cartões de usuário, o resto ainda está nulo. Também, já temos cartões válidos salvos na nossa lista.

Agora, concordam comigo que caso o usuário não preencha o número do cartão dele tomaremos um NPE nesta parte do código do nosso método:

Pois o objeto cartaoDeCredito está chamando o método getNumero() que devolve o valor do atributo numero que, no caso, está nulo. Portanto, quem está chamando o método equals() está nulo e, por sua vez, iremos receber um NPE.

Para evitar isso podemos validar as informações vindas de fonte externa. Beleza, podemos, mas também podemos ao invés de chamar o equals() pelo objeto preenchido pelo usuário, chamá-lo pelo cartão iterado pelo for. Dessa forma:

Pronto, não tomaremos mais NPE pelo motivo que estávamos tomando, pois, sabemos que o atributo numero dos cartões que já estão na lista do usuário estão preenchidos, logo, o método equals() não será chamado por um objeto nulo.

A classe Optional

Com o Java 8 veio uma nova classe chamada Optional, que por sua vez, traz um conjunto de métodos para tratar blocos de código críticos. O Optional pode ser pensado como algo que pode ou não ter valor. Se não tiver, dizemos que ele está vazio.

Para explicar essa classe de forma consistente, eu teria que escrever um post completo, pois o assunto não é pequeno. Existem diversas vantagens no bom uso de Optional dentre elas a proteção contra NPE, mas também, é mais difícil entender seu uso logo de primeira, portanto um estudo aprofundado dessa classe é necessário.

Para aprender mais sobre exceções, inclusive NPE, a Alura possui o curso Curso Java II: Orientação a Objetos. E, também, se você ficou interessado pelo Optional, tem o Curso Java 8: Tire proveito dos novos recursos da linguagem, que além de falar sobre esta classe, também mostra outras funcionalidades que o Java 8 trouxe.