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Java 的这些坑，你踩到了吗？

日期：2020-04-13点击：435收藏

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阿里妹导读：日常开发中总会遇到各种各样的“坑”，如何提前规避呢？本文将分享 Java 开发中容易遇到的一些坑，并给出详细的问题解析和避坑方法。

前言

中国有句老话叫"事不过三"，指一个人犯了同样的错误，一次两次还可以原谅，再多就不可原谅了。写代码也是如此，同一个代码“坑”，踩第一次叫"长了经验"，踩第二次叫"加深印象"，踩第三次叫"不长记性"，踩三次以上就叫"不可救药"。在本文中，笔者总结了一些 Java 坑，描述了问题现象，进行了问题分析，给出了避坑方法。希望大家在日常工作中，遇到了这类 Java 坑，能够提前避让开来。

1 对象比较方法

JDK 1.7 提供的 Objects.equals 方法，非常方便地实现了对象的比较，有效地避免了繁琐的空指针检查。

问题现象

在 JDK1.7 之前，在判断一个短整型、整型、长整型包装数据类型与常量是否相等时，我们一般这样写：

Short shortValue = (short)12345; System.out.println(shortValue == 12345); // true Integer intValue = 12345; System.out.println(intValue == 12345); // true Long longValue = 12345L; System.out.println(longValue == 12345); // true

从 JDK1.7 之后，提供了 Objects.equals 方法，并推荐使用函数式编程，更改代码如下：

Short shortValue = (short)12345; System.out.println(Objects.equals(shortValue, 12345)); // false Integer intValue = 12345; System.out.println(Objects.equals(intValue, 12345)); // true Long longValue = 12345L; System.out.println(Objects.equals(longValue, 12345)); // false

为什么直接把 == 替换为 Objects.equals 方法就会导致输出结果不一样？

问题分析

通过反编译第一段代码，我们得到语句 System.out.println(shortValue == 12345); 的字节码指令如下：

getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [22] aload_1 [shortValue] invokevirtual java.lang.Short.shortValue() : short [28] sipush 12345 if_icmpne 24 iconst_1 goto 25 iconst_0 invokevirtual java.io.PrintStream.println(boolean) : void [32]

原来，编译器会判断包装数据类型对应的基本数据类型，并采用这个基本数据类型的指令进行比较（比如上面字节码指令中的 sipush 和 if_icmpne 等），相当于编译器自动对常量进行了数据类型的强制转化。

为什么采用 Objects.equals 方法后，编译器不自动对常量进行数据类型的强制转化？通过反编译第二段代码，我们得到语句 System.out.println(Objects.equals(shortValue, 12345)); 的字节码指令如下：

getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [22] aload_1 [shortValue] sipush 12345 invokestatic java.lang.Integer.valueOf(int) : java.lang.Integer [28] invokestatic java.util.Objects.equals(java.lang.Object, java.lang.Object) : boolean [33] invokevirtual java.io.PrintStream.println(boolean) : void [39]

原来，编译器根据字面意思，认为常量 12345 默认基本数据类型是 int，所以会自动转化为包装数据类型 Integer。

在 Java 语言中，整数的默认数据类型是 int，小数的默认数据类型是 double。

通过分析Objects.equals方法的源代码可知：语句 System.out.println(Objects.equals(shortValue, 12345))，因为 Objects.equals 的两个参数对象类型不一致，一个是包装数据类型 Short，另一个是包装数据类型 Integer，所以最终的比较结果必然是false；而语句 System.out.println(Objects.equals(intValue, 12345))，因为 Objects.equals 的两个参数对象类型一致，都是包装数据类型 Integer 且取值相同，所以最终的比较结果必然是 true。

避坑方法

1）保持良好的编码习惯，避免数据类型的自动转化

为了避免数据类型自动转化，更科学的写法是直接声明常量为对应的基本数据类型。

第一段代码可以这样写：

Short shortValue = (short)12345; System.out.println(shortValue == (short)12345); // true Integer intValue = 12345; System.out.println(intValue == 12345); // true Long longValue = 12345L; System.out.println(longValue == 12345L); // true

第二段代码可以这样写：

Short shortValue = (short)12345; System.out.println(Objects.equals(shortValue, (short)12345)); // true Integer intValue = 12345; System.out.println(Objects.equals(intValue, 12345)); // true Long longValue = 12345L; System.out.println(Objects.equals(longValue, 12345L)); // true

2）借助开发工具或插件，及早地发现数据类型不匹配问题

在 Eclipse 的问题窗口中，我们会看到这样的提示：

Unlikely argument type for equals(): int seems to be unrelated to Short
Unlikely argument type for equals(): int seems to be unrelated to Long

3）进行常规性单元测试，尽量把问题发现在研发阶段

“勿以善小而不为”，不要因为改动很小就不需要进行单元测试了，往往 Bug 都出现在自己过度自信的代码中。像这种问题，只要进行一次单元测试，是完全可以发现问题的。

注意：进行必要单元测试，适用于以下所有案例，所以下文不再累述。

2 三元表达式拆包

三元表达式是 Java 编码中的一个固定语法格式：

条件表达式？表达式1：表达式2

三元表达式的逻辑为：如果条件表达式成立，则执行表达式 1，否则执行表达式 2。

问题现象

boolean condition = false; Double value1 = 1.0D; Double value2 = 2.0D; Double value3 = null; Double result = condition ? value1 * value2 : value3; // 抛出空指针异常

当条件表达式 condition 等于 false 时，直接把 Double 对象 value3 赋值给 Double 对象 result，按道理没有任何问题，为什么会抛出空指针异常？

问题分析

通过反编译代码，我们得到语句：

Double result = condition ? value1 * value2 : value3;

的字节码指令如下：

iload_1 [condition] ifeq 33 aload_2 [value1] invokevirtual java.lang.Double.doubleValue() : double [24] aload_3 [value2] invokevirtual java.lang.Double.doubleValue() : double [24] dmul goto 38 aload 4 [value3] invokevirtual java.lang.Double.doubleValue() : double [24] invokestatic java.lang.Double.valueOf(double) : java.lang.Double [16] astore 5 [result]

在第 9 行，加载 Double 对象 value 3 到操作数栈中；在第 10 行，调用 Double 对象 value 3 的 doubleValue 方法。这个时候，由于 value 3 是空对象 null，调用 doubleValue 方法必然抛出抛出空指针异常。但是，为什么要把空对象 value 3 转化为基础数据类型 double 呢？

查阅相关资料，得到三元表达式的类型转化规则：

若两个表达式类型相同，返回值类型为该类型；

若两个表达式类型不同，但类型不可转换，返回值类型为 Object 类型；

若两个表达式类型不同，但类型可以转化，先把包装数据类型转化为基本数据类型，然后按照基本数据类型的转换规则（byte < short(char)< int < long < float < double）来转化，返回值类型为优先级最高的基本数据类型。

根据规则分析，表达式 1（value1 * value2）的类型为基础数据类型 double，表达式 2（value 3）的类型为包装数据类型 Double，根据三元表达式的类型转化规则判断，最终的表达式类型为基础数据类型 double。所以，当条件表达式 condition 为 false 时，需要把空 Double 对象 value 3 转化为基础数据类型 double，于是就调用了 value 3 的 doubleValue 方法进行拆包，当然会抛出空指针异常。

避坑方法

1）尽量避免使用三元表达式，可以采用 if-else 语句代替

如果三元表达式中有包装数据类型的算术计算，可以考虑利用 if-else 语句代替。改写代码如下：

if (condition) { result = value1 * value2; } else { result = value3; }

2）尽量使用基本数据类型，避免包装数据类型的拆装包

如果在三元表达式中有算术计算，尽量使用基本数据类型，避免包装数据类型的拆装包。改写代码如下：

boolean condition = false; double value1 = 1.0D; double value2 = 2.0D; double value3 = 3.0D; double result = condition ? value1 * value2 : value3;

3 泛型对象赋值

Java 泛型是 JDK 1.5 中引入的一个新特性，其本质是参数化类型，即把数据类型做为一个参数使用。

问题现象

在做用户数据分页查询时，因为笔误编写了如下代码：

1）PageDataVO.java

/** 分页数据VO类 */ @Getter @Setter @ToString @NoArgsConstructor @AllArgsConstructor public class PageDataVO<T> { /** 总共数量 */ private Long totalCount; /** 数据列表 */ private List<T> dataList; }

2）UserDAO.java

/** 用户DAO接口 */ @Mapper public interface UserDAO { /** 统计用户数量 */ public Long countUser(@Param("query") UserQueryVO query); /** 查询用户信息 */ public List<UserDO> queryUser(@Param("query") UserQueryVO query);}

3）UserService.java

/** 用户服务类 */@Service public class UserService { /** 用户DAO */ @Autowired private UserDAO userDAO; /** 查询用户信息 */ public PageDataVO<UserVO> queryUser(UserQueryVO query) { List<UserDO> dataList = null; Long totalCount = userDAO.countUser(query); if (Objects.nonNull(totalCount) && totalCount.compareTo(0L) > 0) { dataList = userDAO.queryUser(query); } return new PageDataVO(totalCount, dataList); } }

以上代码没有任何编译问题，但是却把 UserDO 中一些涉密字段返回给前端。细心的读者可能已经发现了，在 UserService 类的 queryUser 方法的语句 return new PageDataVO(totalCount, dataList); 中，我们把 List 对象 dataList 赋值给了 PageDataVO 的 List 字段 dataList。

问题是：为什么开发工具不报编译错误啦？

问题分析

由于历史原因，参数化类型和原始类型需要兼容。我们以 ArrayList 举例子，来看看如何兼容的。

以前的写法：

ArrayList list = new ArrayList();

现在的写法：

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

考虑到与以前的代码兼容，各种对象引用之间传值，必然会出现以下的情况：

// 第一种情况 ArrayList list1 = new ArrayList<String>(); // 第二种情况 ArrayList<String> list2 = new ArrayList();

所以，Java 编译器对以上两种类型进行了兼容，不会出现编译错误，但会出现编译告警。但是，我的开发工具在编译时真没出现过告警。

再来分析我们遇到的问题，实际上同时命中了两种情况：

把 List 对象赋值给 List，命中了第一种情况；

把 PageDataVO 对象赋值给 PageDataVO，命中了第二种情况。

最终的效果就是：我们神奇地把 List 对象赋值给了 List。

问题的根源就是：我们在初始化 PageDataVO 对象时，没有要求强制进行类型检查。

避坑方法

1）在初始化泛型对象时，推荐使用 diamond 语法

在《 Java 开发手册》中，有这么一条推荐规则：

【推荐】集合泛型定义时，在 JDK7 及以上，使用 diamond 语法或全省略。

说明：菱形泛型，即 diamond，直接使用<>来指代前边已经指定的类型。

正例：

// <> diamond 方式 HashMap<String, String> userCache = new HashMap<>(16); // 全省略方式ArrayList<User> users = new ArrayList(10);

其实，初始化泛型对象时，全省略是不推荐的。这样会避免类型检查，从而造成上面的问题。

在初始化泛型对象时，推荐使用 diamond 语法，代码如下：

return new PageDataVO<>(totalCount, dataList);

现在，在 Eclipse 的问题窗口中，我们会看到这样的错误：

Cannot infer type arguments for PageDataVO<>

于是，我们就知道忘记把 List 对象转化为 List 对象了。

4 泛型属性拷贝

Spring 的 BeanUtils.copyProperties 方法，是一个很好用的属性拷贝工具方法。

问题现象

根据数据库开发规范，数据库表格必须包含 id，gmt_create，gmt_modified 三个字段。其中，id 这个字段，可能根据数据量不同，采用 int 或 long 类型。

首先，定义了一个 BaseDO 基类：

/** 基础DO类 */ @Getter @Setter @ToString public class BaseDO<T> { private T id; private Date gmtCreate; private Date gmtModified;}

针对 user 表，定义了一个 UserDO 类：

/** 用户DO */ @Getter @Setter @ToString public static class UserDO extends BaseDO<Long> { private String name; private String description; }

对于查询接口，定义了一个 UserVO 类：

/** 用户VO类 */ @Getter @Setter @ToString public static class UserVO { private Long id; private String name; private String description; }

实现查询用户服务接口，实现代码如下：

/** 用户服务类 */ @Service public class UserService { /** 用户DAO */ @Autowired private UserDAO userDAO; /** 查询用户 */ public List<UserVO> queryUser(UserQueryVO query) { // 查询用户信息 List<UserDO> userDOList = userDAO.queryUser(query); if (CollectionUtils.isEmpty()) { return Collections.emptyList(); } // 转化用户列表 List<UserVO> userVOList = new ArrayList<>(userDOList.size()); for (UserDO userDO : userDOList) { UserVO userVO = new UserVO(); BeanUtils.copyProperties(userDO, userVO); userVOList.add(userVO); } // 返回用户列表 return userVOList; } }

通过测试，我们会发现一个问题——调用查询用户服务接口，用户 ID 的值并没有返回。

[{"description":"This is a tester.","name":"tester"},...]

问题分析

通过 Debug 模式运行，进入到 BeanUtils.copyProperties 工具方法内部，得到以下内容：

原来，UserDO 类的 getId 方法返回类型不是 Long 类型，而是被泛型还原成了 Object 类型。而下面的 ClassUtils.isAssignable 工具方法，判断是否能够把 Object 类型赋值给 Long 类型，当然会返回false导致不能进行属性拷贝。

为什么作者不考虑"先获取属性值，再判断能否赋值”？建议代码如下：

Object value = readMethod.invoke(source); if (Objects.nonNull(value) && ClassUtils.isAssignable(writeMethod.getParameterTypes()[0], value.getClass())) { ... // 赋值相关代码 }

避坑方法

1）不要盲目地相信第三方工具包，任何工具包都有可能存在问题

在 Java 中，存在很多第三方工具包，比如：Apache 的 commons-lang3、commons-collections，Google 的 guava……都是很好用的第三方工具包。但是，不要盲目地相信第三方工具包，任何工具包都有可能存在问题。

2）如果需要拷贝的属性较少，可以手动编码进行属性拷贝

用 BeanUtils.copyProperties 反射拷贝属性，主要优点是节省了代码量，主要缺点是导致程序性能下降。所以，如果需要拷贝的属性较少，可以手动编码进行属性拷贝。

5 Set 对象排重

在 Java 语言中，Set 数据结构可以用于对象排重，常见的 Set 类有 HashSet、LinkedHashSet 等。

问题现象

编写了一个城市辅助类，从 CSV 文件中读取城市数据：

/** 城市辅助类 */ @Slf4j public class CityHelper { /** 读取城市 */ public static Collection<City> readCities(String fileName) { try (FileInputStream stream = new FileInputStream(fileName); InputStreamReader reader = new InputStreamReader(stream, "GBK"); CSVParser parser = new CSVParser(reader, CSVFormat.DEFAULT.withHeader())) { Set<City> citySet = new HashSet<>(1024); Iterator<CSVRecord> iterator = parser.iterator(); while (iterator.hasNext()) { citySet.add(parseCity(iterator.next())); } return citySet; } catch (IOException e) { log.warn("读取所有城市异常", e); } return Collections.emptyList(); } /** 解析城市 */ private static City parseCity(CSVRecord record) { City city = new City(); city.setCode(record.get(0)); city.setName(record.get(1)); return city; } /** 城市类 */ @Getter @Setter @ToString private static class City { /** 城市编码 */ private String code; /** 城市名称 */ private String name; } }

代码中使用 HashSet 数据结构，目的是为了避免城市数据重复，对读取的城市数据进行强制排重。

当输入文件内容如下时：

编码,名称 010,北京 020,广州 010,北京

解析后的 JSON 结果如下：

[{"code":"010","name":"北京"},{"code":"020","name":"广州"},{"code":"010","name":"北京"}]

但是，并没有对城市“北京”进行排重。

问题分析

当向集合 Set 中增加对象时，首先集合计算要增加对象的 hashCode，根据该值来得到一个位置用来存放当前对象。如在该位置没有一个对象存在的话，那么集合 Set 认为该对象在集合中不存在，直接增加进去。如果在该位置有一个对象存在的话，接着将准备增加到集合中的对象与该位置上的对象进行 equals 方法比较：如果该 equals 方法返回 false，那么集合认为集合中不存在该对象，就把该对象放在这个对象之后；如果 equals 方法返回 true，那么就认为集合中已经存在该对象了，就不会再将该对象增加到集合中了。所以，在哈希表中判断两个元素是否重复要使用到 hashCode 方法和 equals 方法。hashCode 方法决定数据在表中的存储位置，而 equals 方法判断表中是否存在相同的数据。

分析上面的问题，由于没有重写 City 类的 hashCode 方法和 equals 方法，就会采用 Object 类的 hashCode 方法和 equals 方法。其实现如下：

public native int hashCode(); public boolean equals(Object obj) { return (this == obj); }

可以看出：Object 类的 hashCode 方法是一个本地方法，返回的是对象地址；Object 类的 equals 方法只比较对象是否相等。所以，对于两条完全一样的北京数据，由于在解析时初始化了不同的 City 对象，导致 hashCode 方法和 equals 方法值都不一样，必然被 Set 认为是不同的对象，所以没有进行排重。

那么，我们就重写把 City 类的 hashCode 方法和 equals 方法，代码如下：

/** 城市类 */ @Getter @Setter @ToString private static class City { /** 城市编码 */ private String code; /** 城市名称 */ private String name; /** 判断相等 */ @Override public boolean equals(Object obj) { if (obj == this) { return true; } if (Objects.isNull(obj)) { return false; } if (obj.getClass() != this.getClass()) { return false; } return Objects.equals(this.code, ((City)obj).code); } /** 哈希编码 */ @Override public int hashCode() { return Objects.hashCode(this.code); } }

重新支持测试程序，解析后的 JSON 结果如下：

[{"code":"010","name":"北京"},{"code":"020","name":"广州"}]

结果正确，已经对城市“北京”进行排重。

避坑方法

1）当确定数据唯一时，可以使用 List 代替 Set

当确定解析的城市数据唯一时，就没有必要进行排重操作，可以直接使用 List 来存储。

List<City> citySet = new ArrayList<>(1024); Iterator<CSVRecord> iterator = parser.iterator(); while (iterator.hasNext()) { citySet.add(parseCity(iterator.next())); } return citySet;

2）当确定数据不唯一时，可以使用 Map 代替 Set

当确定解析的城市数据不唯一时，需要安装城市名称进行排重操作，可以直接使用 Map 进行存储。为什么不建议实现 City 类的 hashCode 方法，再采用 HashSet 来实现排重呢？首先，不希望把业务逻辑放在模型 DO 类中；其次，把排重字段放在代码中，便于代码的阅读、理解和维护。

Map<String, City> cityMap = new HashMap<>(1024); Iterator<CSVRecord> iterator = parser.iterator(); while (iterator.hasNext()) { City city = parseCity(iterator.next()); cityMap.put(city.getCode(), city); } return cityMap.values();

3）遵循 Java 语言规范，重写 hashCode 方法和 equals 方法

不重写 hashCode 方法和 equals 方法的自定义类不应该在 Set 中使用。

6 公有方法代理

SpringCGLIB 代理生成的代理类是一个继承被代理类，通过重写被代理类中的非 final 的方法实现代理。所以，SpringCGLIB 代理的类不能是 final 类，代理的方法也不能是 final 方法，这是由继承机制限制的。

问题现象

这里举例一个简单的例子，只有超级用户才有删除公司的权限，并且所有服务函数被 AOP 拦截处理异常。例子代码如下：

1）UserService.java

/** 用户服务类 */ @Service public class UserService { /** 超级用户 */ private User superUser; /** 设置超级用户 */ public void setSuperUser(User superUser) { this.superUser = superUser; } /** 获取超级用户 */ public final User getSuperUser() { return this.superUser; } }

2）CompanyService.java

/** 公司服务类 */ @Service public class CompanyService { /** 公司DAO */ @Autowired private CompanyDAO companyDAO; /** 用户服务 */ @Autowired private UserService userService; /** 删除公司 */ public void deleteCompany(Long companyId, Long operatorId) { // 设置超级用户 userService.setSuperUser(new User(0L, "admin", "超级用户")); // 验证超级用户 if (!Objects.equals(operatorId, userService.getSuperUser().getId())) { throw new ExampleException("只有超级用户才能删除公司"); } // 删除公司信息 companyDAO.delete(companyId, operatorId); } }

当我们调用 CompanyService 的 deleteCompany 方法时，居然也抛出空指针异常（NullPointerException），因为调用 UserService 类的 getSuperUser 方法获取的超级用户为 null。但是，我们在 CompanyService 类的 deleteCompany 方法中，每次都通过 UserService 类的 setSuperUser 方法强制指定了超级用户，按道理通过 UserService 类的 getSuperUser 方法获取到的超级用户不应该为 null。其实，这个问题也是由 AOP 代理导致的。

问题分析

使用 SpringCGLIB 代理类时，Spring 会创建一个名为 UserService$$EnhancerBySpringCGLIB$$???????? 的代理类。反编译这个代理类，得到以下主要代码：

public class UserService$$EnhancerBySpringCGLIB$$a2c3b345 extends UserService implements SpringProxy, Advised, Factory { ...... public final void setSuperUser(User var1) { MethodInterceptor var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0; if (var10000 == null) { CGLIB$BIND_CALLBACKS(this); var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0; } if (var10000 != null) { var10000.intercept(this, CGLIB$setSuperUser$0$Method, new Object[]{var1}, CGLIB$setSuperUser$0$Proxy); } else { super.setSuperUser(var1); } } ...... }

可以看出，这个代理类继承了 UserService 类，只代理了 setSuperUser 方法，但是没有代理 getSuperUser 方法。所以，当我们调用 setSuperUser 方法时，设置的是原始对象实例的 superUser 字段值；而当我们调用 getSuperUser 方法时，获取的是代理对象实例的 superUser 字段值。如果把这两个方法的 final 修饰符互换，同样存在获取超级用户为 null 的问题。

避坑方法

1）严格遵循 CGLIB 代理规范，被代理的类和方法不要加 final 修饰符

严格遵循 CGLIB 代理规范，被代理的类和方法不要加 final 修饰符，避免动态代理操作对象实例不同（原始对象实例和代理对象实例），从而导致数据不一致或空指针问题。

2）缩小 CGLIB 代理类的范围，能不用被代理的类就不要被代理

缩小 CGLIB 代理类的范围，能不用被代理的类就不要被代理，即可以节省内存开销，又可以提高函数调用效率。

7 公有字段代理

在 fastjson 强制升级到 1.2.60 时踩过一个坑，作者为了开发快速，在 ParseConfig 中定义了：

public class ParseConfig { public final SymbolTable symbolTable = new SymbolTable(4096); ...... }

在我们的项目中继承了该类，同时又被 AOP 动态代理了，于是一行代码引起了一场“血案”。

问题现象

仍然使用上章的例子，但是把获取、设置方法删除，定义了一个公有字段。例子代码如下：

1）UserService.java

/** 用户服务类 */ @Service public class UserService { /** 超级用户 */ public final User superUser = new User(0L, "admin", "超级用户"); ...... }

2）CompanyService.java

/** 公司服务类 */ @Service public class CompanyService { /** 公司DAO */ @Autowired private CompanyDAO companyDAO; /** 用户服务 */ @Autowired private UserService userService; /** 删除公司 */ public void deleteCompany(Long companyId, Long operatorId) { // 验证超级用户 if (!Objects.equals(operatorId, userService.superUser.getId())) { throw new ExampleException("只有超级用户才能删除公司"); } // 删除公司信息 companyDAO.delete(companyId, operatorId); } }

当我们调用 CompanyService 的 deleteCompany 方法时，居然抛出空指针异常（NullPointerException）。经过调试打印，发现是 UserService 的 superUser 变量为 null。如果把代理删除，就不会出现空指针异常，说明这个问题是由 AOP 代理导致的。

问题分析

使用 SpringCGLIB 代理类时，Spring 会创建一个名为 UserService$$EnhancerBySpringCGLIB$$???????? 的代理类。这个代理类继承了 UserService 类，并覆盖了 UserService 类中的所有非 final 的 public 的方法。但是，这个代理类并不调用 super 基类的方法；相反，它会创建的一个成员 userService 并指向原始的 UserService 类对象实例。现在，内存中存在两个对象实例：一个是原始的 UserService 对象实例，另一个指向 UserService 的代理对象实例。这个代理类只是一个虚拟代理，它继承了 UserService 类，并且具有与 UserService 相同的字段，但是它从来不会去初始化和使用它们。所以，一但通过这个代理类对象实例获取公有成员变量时，将返回一个默认值 null。