JVM 如何知道何时抛出 NullPointerException

Question

Java 虚拟机如何知道何时抛出 NullPointerException？如果对象为空，它是否会在我调用对象的每个方法之前检查它是否必须抛出 NullPointerException？如果是这样，这不是很慢吗？

Answer 1

NULLPointerException 基本上是一个运行时间异常，即 JVM 期望在您执行任何操作时引用实际对象。

为了更好地理解这一点，您需要知道如何在 java.Here 中创建和引用对象的语法是： myClass o = new myClass();

在这种情况下，在堆 space 中创建了一个对象，其中 o 作为对该对象的引用，即 o 基本上指向该对象。在运行时间内，JVM 确定 o 指向的实际对象并使用它来执行操作。

所以假设你有一个方法 doSomething() 作为上面 myClass 定义的实例方法，你像这样调用它 o.doSomething()，所以 JVM 会找到实际的对象并调用这个方法。

但是如果你设置 o = 空；那么 o 没有指向 myclass 的实际对象，即 o 没有指向任何东西。所以现在在 o.doSomething 的执行期间，JVM 发现 o 没有指向任何东西，并在这种情况下抛出运行time 异常 NULLPointerException。

它并不慢，因为它是 JVM 的设计方式，可以对发生在运行的实际引用对象进行操作，并且如果您没有在程序中正确处理 NULL 检查并且 NULLpointerException 被由 JVM 抛出然后您的程序崩溃并且 jvm 终止。

Answer 2

JVM 可以使用两种方法来 "detect" 空值。

JVM 可以在使用引用之前显式测试引用的值。这代表了开销，但 JIT 编译器可以优化掉一些空测试。例如：
1. 对 this 的方法调用不能给出 NPE。
2. 如果p不是volatile，你这样写：
```
if (p != null) { p.something(); }
```
  那么，p.something() 中隐含的空检查就不需要了。
3. 如果p不是volatile，你这样写：
```
p.something();
p.somethingElse();
```
  然后不需要第二次隐式空检查。
还值得注意的是，空测试可能对具有深度管道的 CPU 的性能影响为零。这将取决于本地化的内存访问模式，以及编译器/硬件是否能够安排测试指令与（比如）内存读取或存储重叠。
JVM 可以使用虚拟内存硬件实现空检查。 JVM 安排它的虚拟地址 space 中的零页被映射到不可读 + 不可写的页。由于 null 表示为零，当 Java 代码尝试取消引用 null 时，这将尝试访问不可寻址的页面并导致 OS 传递 "segfault" 给 JVM 的信号。 JVM 的段错误信号处理程序可以捕捉到这一点，找出代码正在执行的位置，并在适当线程的堆栈上创建和抛出 NPE。

这很复杂而且相当昂贵。但是，只要 NPE 在应用程序中很少发生，费用就无关紧要。

How does the JVM know when to throw a NullPointerException