🍀 【初心者向け】NullPointerException（NPE）はなぜ起きる？
Java を学び始めた人が 100％つまずくエラー が
NullPointerException（以下 NPE）です。
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
突然これが出てきて、
「え？ どこが null なの？」
と混乱することは誰もが経験します。
まずは、NPE の正体 を一言でまとめます👇
✔ 結論：参照先が “空（null）” のまま使われたときに出るエラー
Java は
「オブジェクトの実体（中身）」を ヒープ領域に作り、
「その場所」を 参照（アドレス）で指し示す
という動作をしています。
つまり：
- オブジェクト → ヒープ
- 参照（変数） → スタック
この “参照” に アドレスが入っていない状態（null） で
メソッドを呼ぶと NPE が発生します。
図で表すとこう👇
String s; // 参照だけ作られる（中身なし）
s.length(); // ← 中身がない状態で使ったので NPE！
🧪 【例①】一番シンプルな NPE
String name = null;
int length = name.length(); // NPE!
name に “中身（オブジェクト実体）” が存在しません。
なのに length() を呼んだから NPE が出ます。
🧩 【例②】初心者がよくハマる NPE の典型パターン
🔸 パターンA：フィールドだけ宣言して初期化を忘れている
public class UserService {
private UserRepository repo; // ★ 初期化されていない null
public void load() {
repo.findAll(); // ★ repo が null なので NPE
}
}
初心者あるあるです。
🔸 パターンB：配列やリストの中身が null
User[] users = new User[3]; // 長さ3だが中身は全部 null
users[0].getName(); // NPE
🔸 パターンC：Optional の扱い方を間違える
Optional<User> user = Optional.ofNullable(null);
user.get(); // NPEではないが NoSuchElementException
🌟 【ここから大事】
NPE は “スタックとヒープの関係” を知ると一気に理解できる
Java の内部では、「参照」と「実体」が完全に分かれています。
🧠 JVM 内部構造（やさしく）
■ スタック（stack）
- メソッド内のローカル変数
- 参照（アドレスの入った箱）
が置かれる場所。
■ ヒープ（heap）
newされたオブジェクトの “実体” が存在- こちらには名前はない
- スタック変数がアドレスを指しているだけ
🔍 NPE が起きる内部動作イメージ
String s = null; // s は「何も指していない」
s.length(); // JVM「中身がないのに 呼ぼうとしてるやん！」→ NPE
より正確には JVM はこう考えています👇
s.length()を実行しようとするsが指すアドレスを辿ろうとする- しかしアドレスが「0番地（null）」
- 0番地の中身を読めないため例外
→ NullPointerException
🛡 NPE の防ぎ方（シンプル版）
✔ ① null を許容しない設計にする
String name = ""; // 空文字で初期化
List<User> users = new ArrayList<>();
✔ ② 早めに null チェックする
if (user == null) return;
✔ ③ Optional を正しく使う
Optional.ofNullable(user)
.ifPresent(u -> System.out.println(u.getName()));
✔ ④ コンストラクタで必ず初期化する
public class Service {
private final Repository repo;
public Service(Repository repo) {
this.repo = repo; // 必ず入る
}
}
🌌 【ニッチ編】NPE が「起きる場所」と「起きる行」がズレる現象
実は Java のコンパイル最適化により、
NPE の原因となる参照と、
実際にエラーが出る行が一致しないことがある
という現象が起きます。
例👇
user.getAddress().getCity().getName();
どの部分が null か分かりにくい。
これを “NPE チェーン問題” と呼びます。
本当はこう分解されます👇
user → null？
address → null？
city → null？
name → null？
🌠 これを防ぐには？
- 変数を分けて書く
- デバッガを使う
- Optional を分解して使う
- チェーン記法を避ける
📝 まとめ
- NPE は「null の参照を使った」時に必ず起きる
- スタックとヒープの関係を理解すると一気に納得できる
- 初期化忘れが最も多い原因
- チェーン呼び出しは危険
- Optional や初期化で安全にできる
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