NullPointerException

택배를 보낼 때 주소지 없이 택배를 발송하려면 어떤 문제가 발생할까요?
만약 참조값 없이 객체를 찾아가면 어떤 문제가 발생할까요?

이 경우 NullPointerExecption이라는 예외가 발생하는데, 개발자를 가장 많이 괴롭히는 예외입니다.
NullPointerExecption은 이름 그대로 null을 가리리키다(Pointer)인데, 이때 발생하는 예외(Exception)입니다.
null은 없다는 뜻이므로 결국 주소가 없는 곳을 찾아갈 때 발생하는 예외입니다.
객체를 참조할 때는 .(dot)을 사용합니다.
- 이렇게 하면 참조값을 사용해서 해당 객체를 찾아갈 수 있습니다.
- 그런데 참조값이 null이라면 값이 없다는 뜻이므로, 찾아갈 수 있는 객체(인스턴스)가 없습니다.
  - NullPointerExecption은 이처럼 null에 .(dot)을 찍었을 때 발생합니다.

예제를 통해서 확인해봅시다.

package ref;

public class NullMain2 {

  public static void main(String[] args) {
    Data data = null;
    data.value = 10; // NullPointerException 예외 발생
    System.out.println("data = " + data.value);
  }
}

data 참조형 변수에는 null 값이 들어가 있습니다.
- 그런데 data.value = 10 이라고 하면 어떻게 될까요?

data.value = 10;
null.value = 10 // data에는 null 값이 들어있습니다.

결과적으로 null 값은 참조할 주소가 존재하지 않는다는 뜻입니다.
- 따라서 참조할 객체 인스턴스가 존재하지 않으므로 다음과 같이 java.lang.NullPointerExecption이 발생하고, 프로그램이 종료됩니다.
  
  참고로 예외가 발생했기 때문에 그 다음 로직은 수행되지 않습니다.

실행 결과

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot assign field "value" because "data" is null at ref.NullMain2.main(NullMain2.java:7)

멤버 변수와 null

앞선 예제와 같이 지역 변수의 경우에는 null 문제를 파악하는 것이 어렵지 않습니다.

다음과 같이 멤버 변수가 null인 경우에는 주의가 필요합니다.

Data

package ref;

public class Data {
  int value;
}

BigData

package ref;

public class BigData {
  Data data;
  int count;
}

BigData 클래스는 Data data, int count 두 변수를 가집니다.

NullMain3

package ref;

public class NullMain3 {

  public static void main(String[] args) {
    BigData bigData = new BigData();
    System.out.println("bigData.count=" + bigData.count);
    System.out.println("bigData.data=" + bigData.data);

    // NullPointerException
    System.out.println("bigData.data.value=" + bigData.data.value);
  }
}

실행 결과

bigData.count=0
bigData.data=null
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot read field "value" because "bigData.data" is null at ref.NullMain3.main(NullMain3.java:11)

BigData를 생성하면 BigData의 인스턴스가 생성됩니다.
이때 BigData 인스턴스의 멤버 변수에 초기화가 일어나는데, BigData의 data 멤버 변수는 참조형이므로 null로 초기화 됩니다.
count 멤버 변수는 숫자이므로 0으로 초기화가 됩니다.

bigData.count를 출력하면 0이 출력됩니다.
bigData.data를 출력하면 참조값인 null이 출력됩니다. 이 변수는 아직 아무것도 참조하고 있지 않습니다.
bigData.data.value를 출력하면 data의 값이 null이므로 null에 .(dot)을 찍게 되고, 따라서 참조할 곳이 없으므로 NullPointerException 예외가 발생하게 됩니다.

예외 발생 과정

bigData.data.value
x001.data.value // bigData는 x001 참조값을 가집니다.
null.value // x001.data는 null 값을 가집니다.
NullPointerExecption // null 값에 .(dot)을 찍으면 예외가 발생합니다.

“이 문제를 해결하려면 Data 인스턴스를 만들고 BigData.data 멤버 변수에 참조값을 할당하면 됩니다.”

NullMain4

package ref;

public class NullMain4 {

  public static void main(String[] args) {
    BigData bigData = new BigData();
    bigData.data = new Data();
    
    System.out.println("bigData.count=" + bigData.count);
    System.out.println("bigData.data=" + bigData.data);

    System.out.println("bigData.data.value=" + bigData.data.value);
  }
}

실행 결과

bigData.count=0
bigData.data=ref.Data@3a71f4dd
bigData.data.value=0

실행 과정

bigData.data.value
x001.data.value // bigData는 x001 참조값을 가집니다.
x002.value // x001.data는 x002 값을 가집니다.
0 // 최종 결과

참고: xoo1과 x002 는 sudo code입니다.

정리

“NullPointerException이 발생하면 null값에 .(dot)을 찍었다고 생각하면 문제를 쉽게 찾을 수 있습니다.”

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