如果我之前只过滤 present() 值，为什么 findFirst() 会抛出 NullPointerException？

Question

我有 Stream 个字符串，并且正在将每个字符串映射到 Optional<String>。由于我之后过滤空Optionals，返回的流应该只包含非空Optionals持有非空字符串。

为什么 findFirst() 会抛出一个 NullPointerException？

Optional<String> cookie = 
  Stream.of(headers.get(HttpHeaders.SET_COOKIE), headers.get(HttpHeaders.COOKIE))
                        .flatMap(Collection::stream)
                        .filter(s -> s.contains("identifier"))
                        .map(this::parseCookieValue) //returns an Optional<String> from Optional.ofNullable(), null-values should result in empty Optionals
                        .filter(Optional::isPresent) // filters out non-present values
                        .map(Optional::get) // all Optionals here should have values
                        .findFirst(); // so why is this still throwing a NullPointerException?

堆栈跟踪：

Caused by: java.lang.NullPointerException
    at com.example.services.impl.RestServiceImpl$$Lambda/873175411.apply(Unknown Source)
    at java.util.stream.ReferencePipeline.accept(ReferencePipeline.java:267)
    at java.util.Spliterators$ArraySpliterator.tryAdvance(Spliterators.java:958)
    at java.util.stream.ReferencePipeline.forEachWithCancel(ReferencePipeline.java:126)
    at java.util.stream.AbstractPipeline.copyIntoWithCancel(AbstractPipeline.java:529)
    at java.util.stream.AbstractPipeline.copyInto(AbstractPipeline.java:516)
    at java.util.stream.AbstractPipeline.wrapAndCopyInto(AbstractPipeline.java:502)
    at java.util.stream.FindOps$FindOp.evaluateSequential(FindOps.java:152)
    at java.util.stream.AbstractPipeline.evaluate(AbstractPipeline.java:234)
    at java.util.stream.ReferencePipeline.findFirst(ReferencePipeline.java:464)
    at com.example.services.impl.RestServiceImpl.login(RestServiceImpl.java:81)

第 81 行是 findFirst() 方法调用。

Answer 1

我发现了错误，评论者是正确的：问题不是 Optional，而是来源列表！ HttpHeaders.get(Object key) returns null 如果找不到密钥。我错误地假设 null-列表未被收集，或者返回的是空列表而不是 null。如果我对此进行过滤（或事先检查 headers 是否存在），它会按预期工作。

感谢您指点我！我写了一个小例子来为感兴趣的人演示这个问题：

package com.example;

import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        succeeds();
        fixed();
        fails();
    }

    private static void succeeds() {
        List<String> list1 = Collections.singletonList("identifier=xxx");
        List<String> list2 = Collections.emptyList();
        Optional<String> cookieValue =
                Stream.of(list1, list2)
                        .flatMap(Collection::stream)
                        .filter(s -> s.contains("identifier"))
                        .map(Main::parseCookieValue)
                        .filter(Optional::isPresent)
                        .map(Optional::get)
                        .findFirst();
        System.out.println(cookieValue.orElse("Code works as expected with non-null Lists"));
    }

    private static void fails() {
        List<String> list1 = Collections.singletonList("identifier=xxx");
        List<String> list2 = null;
        Optional<String> cookieValue =
                Stream.of(list1, list2)
                        .flatMap(Collection::stream)
                        .filter(s -> s.contains("identifier"))
                        .map(Main::parseCookieValue)
                        .filter(Optional::isPresent)
                        .map(Optional::get)
                        .findFirst();
        System.out.println(cookieValue.orElse("Exception thrown prior to this call!"));
    }

    private static void fixed() {
        List<String> list1 = Collections.singletonList("identifier=xxx");
        List<String> list2 = null;
        Optional<String> cookieValue =
                Stream.of(list1, list2)
                        .filter(l -> l != null)
                        .flatMap(Collection::stream)
                        .filter(s -> s.contains("identifier"))
                        .map(Main::parseCookieValue)
                        .filter(Optional::isPresent)
                        .map(Optional::get)
                        .findFirst();
        System.out.println(cookieValue.orElse("Code works as expected after null Lists have been filtered"));
    }

    private static Optional<String> parseCookieValue(final String headerString) {
        System.out.println("Parsing method called");
        //return an empty Optional for testing;
        return Optional.empty();
    }
}

Answer 2

流中出现的读取异常 API 并非微不足道。首先你不应该忘记 Stream 是惰性的：一切实际上都是在终端操作中执行的。因此，在您的情况下，整个 Stream 处理都在 findFirst 调用内执行，如果您看到 NullPointerException 它可以由管道的任何步骤生成，而不仅仅是 findFirst 本身。让我们仔细看看stacktrace的顶部：

Caused by: java.lang.NullPointerException
    at com.example.services.impl.RestServiceImpl$$Lambda/873175411.apply(Unknown Source)
    at java.util.stream.ReferencePipeline.accept(ReferencePipeline.java:267)
    at java.util.Spliterators$ArraySpliterator.tryAdvance(Spliterators.java:958)
    at java.util.stream.ReferencePipeline.forEachWithCancel(ReferencePipeline.java:126)

如果您在跟踪中有一些 Spliterator.tryAdvance 或 Spliterator.forEachRemaining 调用，那么异常实际上发生在某些流元素的处理过程中，而不是在最终操作过程中。下面是如果您实际将空值传递给 findFirst:

时异常的样子

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at java.util.Objects.requireNonNull(Objects.java:203)
    at java.util.Optional.<init>(Optional.java:96)
    at java.util.Optional.of(Optional.java:108)
    at java.util.stream.FindOps$FindSink$OfRef.get(FindOps.java:193)
    at java.util.stream.FindOps$FindSink$OfRef.get(FindOps.java:190)
    at java.util.stream.FindOps$FindOp.evaluateSequential(FindOps.java:152)
    at java.util.stream.AbstractPipeline.evaluate(AbstractPipeline.java:234)
    at java.util.stream.ReferencePipeline.findFirst(ReferencePipeline.java:464)

看，这里没有 spliterator 调用：它完成了每个元素的处理，然后抛出。

您案例中最顶层的堆栈框架显示为 com.example.services.impl.RestServiceImpl$$Lambda/873175411.apply。自动生成的 lambda 中的 NullPointerException 不指向任何已知代码通常意味着未绑定的方法引用被调用为 null this 参数。为了使这一点更清楚，您可以将代码中的所有方法引用替换为 lambda，因为它们实际上有一个源代码行：

Optional<String> cookie = 
  Stream.of(headers.get(HttpHeaders.SET_COOKIE), headers.get(HttpHeaders.COOKIE))
                        .flatMap(c -> c.stream())
                        .filter(s -> s.contains("identifier"))
                        .map(c -> this.parseCookieValue(c))
                        .filter(opt -> opt.isPresent())
                        .map(opt -> opt.get())
                        .findFirst();

现在您将看到带有行号的附加帧：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at com.example.services.impl.RestServiceImpl.lambda[=13=](RestServiceImpl.java:14)
    at com.example.services.impl.RestServiceImpl$$Lambda/2055281021.apply(Unknown Source)
    at java.util.stream.ReferencePipeline.accept(ReferencePipeline.java:267)
    at java.util.Spliterators$ArraySpliterator.tryAdvance(Spliterators.java:958)
    at java.util.stream.ReferencePipeline.forEachWithCancel(ReferencePipeline.java:126)

此行号正好指向显示异常原因的 .flatMap(c -> c.stream()) 行。

如果您不想将所有可疑的方法引用都转换为 lambda，查看上一帧可能会有线索 (ReferencePipeline.java:267)。 JDK source appears inside the flatMap implementation 中的这一行，因此您可能会得出结论，在 flatMap 步骤中发生了错误。

总结一下：

如果您看到涉及终端 Stream 操作的异常，它实际上可能发生在您的 Stream 的任何阶段。
执行每个元素处理时，您可能会在跟踪中看到 tryAdvance 或 forEachRemaining spliterator 方法调用。当您看不到它时，很可能每个元素的处理已经完成或尚未开始。
首先检查最顶层的框架：它可能指向实际发生异常的 lambda 主体。
如果最顶层的框架有点神秘/有 "Unknown Source"，您可能尝试将方法引用绑定到空指针。在这种情况下，用 lambda 替换方法引用可能有助于理解发生了什么。
不要害怕查看 Stream API 来源。它也可能提供线索。

如果我之前只过滤 present() 值，为什么 findFirst() 会抛出 NullPointerException？

Why is findFirst() throwing a NullPointerException if I'm priorly filtering only for present() values?

java

optional

java-8

java-stream