Java 空指針異常 (NullPointerException) 成因與排查步驟

異常定義

java.lang.NullPointerException 表示應用程式嘗試在 null 物件參考上進行操作（呼叫方法、存取欄位、陣列索引等）。

三大常見成因

1. 物件未實例化：宣告變數但未 new，或依賴注入失敗（Spring @Autowired 為 null）。
2. 陣列/集合索引越界：存取 list.get(i) 時 list 為 null，或 arr[index] 陣列參考為 null。
3. 配置路徑錯誤：資源檔（properties、XML）路徑錯誤導致 getResourceAsStream 回傳 null，後續解析拋出 NPE。

排查實務

1. 閱讀堆疊追蹤，定位到具體行號。
2. 在該行打斷點或加入防禦性程式碼：if (obj == null) throw new IllegalStateException("obj 未初始化");。
3. 檢查建構子、初始化區塊、依賴注入配置是否完整執行。
4. 使用 Objects.requireNonNull() 或 Optional 明確表達非空契約。

最佳實務

• 啟用編譯器警告（-Xlint:unchecked）與靜態分析工具。
• 採用「失敗快速」原則：越早拋出異常越容易定位。
• 程式碼審查關注點：所有公開方法參數非空驗證、回傳值文件化是否可為 null。