那些年,我们踩过的 Java 坑

那些年,我们踩过的 Java 坑

中国有句老话叫”事不过三”,指一个人犯了同样的错误,一次两次三次还可以原谅,超过三次就不可原谅了。有人指出这个“三”是虚数,用来泛指多次,所以”事不过三”不包括“三”。至于”事不过三”包不包括“三”,可能跟每个人的底线有关系,属于哲学范畴,不在本文的讨论范围之内。

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”不长心眼”,踩三次以上就叫”不可救药”。在本文中,笔者总结了一些代码坑,描述了问题现象,进行了问题分析,给出了避坑方法。希望大家在日常编码中,遇到了这类代码坑,能够提前避让开来。

1.对象比较方法

JDK1.7 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。

1.1.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
System.out.println(12345 == shortValue); // true
Integer intValue = 12345;
System.out.println(intValue == 12345); // true
System.out.println(12345 == intValue); // true
Long longValue = 12345L;
System.out.println(longValue == 12345); // true
System.out.println(12345 == longValue); // 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
System.out.println(Objects.equals(12345, shortValue)); // false
Integer intValue = 12345;
System.out.println(Objects.equals(intValue, 12345)); // true
System.out.println(Objects.equals(12345, intValue)); // true
Long longValue = 12345L;
System.out.println(Objects.equals(longValue, 12345)); // false
System.out.println(Objects.equals(12345, longValue)); // false

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

1.2.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:

7   getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [22]
10 aload_1 [shortValue]
11 invokevirtual java.lang.Short.shortValue() : short [28]
14 sipush 12345
17 if_icmpne 24
20 iconst_1
21 goto 25
24 iconst_0
25 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:

7   getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [22]
10 aload_1 [shortValue]
11 sipush 12345
14 invokestatic java.lang.Integer.valueOf(int) : java.lang.Integer [28]
17 invokestatic java.util.Objects.equals(java.lang.Object, java.lang.Object) : boolean [33]
20 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 。

下面来分析一下 Objects.equals 方法的代码实现:

public static boolean equals(Object a, Object b) {
return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
}

其中,语句 “a.equals(b)” 将会使用到 Short.equals 方法。

Short.equals 方法的代码实现为:

public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Short) {
return value == ((Short)obj).shortValue();
}
return false;
}

通过代码实现分析:对应语句”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 。同样,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且取值一样,所以最终的比较结果必然是 true 。

1.3.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
System.out.println((short)12345 == shortValue); // true
Integer intValue = 12345;
System.out.println(intValue == 12345); // true
System.out.println(12345 == intValue); // true
Long longValue = 12345L;
System.out.println(longValue == 12345L); // true
System.out.println(12345L == longValue); // true

第二段代码可以这样写:

Short shortValue = (short)12345;
System.out.println(Objects.equals(shortValue, (short)12345)); // true
System.out.println(Objects.equals((short)12345, shortValue)); // true
Integer intValue = 12345;
System.out.println(Objects.equals(intValue, 12345)); // true
System.out.println(Objects.equals(12345, intValue)); // true
Long longValue = 12345L;
System.out.println(Objects.equals(longValue, 12345L)); // true
System.out.println(Objects.equals(12345L, longValue)); // 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(): Short seems to be unrelated to int
Unlikely argument type for equals(): int seems to be unrelated to Long
Unlikely argument type for equals(): Long seems to be unrelated to int

通过 FindBugs 插件扫描,我们会看到这样的警告:

Call to Short.equals(Integer) in xxx.Xxx.main(String[]) [Scariest(1), High confidence]
Call to Integer.equals(Short) in xxx.Xxx.main(String[]) [Scariest(1), High confidence]
Call to Long.equals(Integer) in xxx.Xxx.main(String[]) [Scariest(1), High confidence]
Call to Integer.equals(Long) in xxx.Xxx.main(String[]) [Scariest(1), High confidence]

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。

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 ”。

2.1.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,按道理没有问题呀,为什么会抛出空指针异常(NullPointerException)?

2.2.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:

17  iload_1 [condition]
18 ifeq 33
21 aload_2 [value1]
22 invokevirtual java.lang.Double.doubleValue() : double [24]
25 aload_3 [value2]
26 invokevirtual java.lang.Double.doubleValue() : double [24]
29 dmul
30 goto 38
33 aload 4 [value3]
35 invokevirtual java.lang.Double.doubleValue() : double [24]
38 invokestatic java.lang.Double.valueOf(double) : java.lang.Double [16]
41 astore 5 [result]
43 getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [28]
46 aload 5 [result]

在第 33 行,加载 Double 对象 value3 到操作数栈中;在第 35 行,调用 Double 对象 value3 的 doubleValue 方法。这个时候,由于 value3 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 value3 转化为基础数据类型 double ?

查阅相关资料,得到三元表达式的类型转化规则:

  1. 若两个表达式类型相同,返回值类型为该类型;
  2. 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;
  3. 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)计算后返回基础数据类型 double ,表达式 2(value3) 返回包装数据类型 Double ,根据三元表达式的类型转化规则判断,最终的返回类型为基础数据类型 double 。所以,当条件表达式 condition 等于 false 时,需要把空对象 value3 转化为基础数据类型 double ,于是就调用了 value3 的 doubleValue 方法抛出了空指针异常。

可以用以下案例验证三元表达式的类型转化规则:

boolean condition = false;
Double value1 = 1.0D;
Double value2 = 2.0D;
Double value3 = null;
Integer value4 = null;
// 返回类型为Double,不抛出空指针异常
Double result1 = condition ? value1 : value3;
// 返回类型为double,会抛出空指针异常
Double result2 = condition ? value1 : value4;
// 返回类型为double,不抛出空指针异常
Double result3 = !condition ? value1 * value2 : value3;
// 返回类型为double,会抛出空指针异常
Double result4 = condition ? value1 * value2 : value3;

2.3.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算术计算和包装数据类型,可以考虑利用 if-else 语句代替。改写代码如下:

boolean condition = false;
Double value1 = 1.0D;
Double value2 = 2.0D;
Double value3 = null;
Double result;
if (condition) {
result = value1 * value2;
} else {
result = value3;
}

2、尽量使用基本数据类型,避免数据类型的自动转化

如果三元表达式中有算术计算和包装数据类型,可以考虑利用 if-else 语句代替。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、进行覆盖性单元测试,尽量把问题发现在研发阶段

像这种问题,只要编写一些单元测试用例,进行一些覆盖性测试,是完全可以提前发现的。

3.泛型对象赋值

Java 泛型是 JDK1.5 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。

3.1.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);
}
}

4、UserController.java:

/** 用户控制器类 */
@Controller
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
/** 用户服务 */
@Autowired
private UserService userService;

/** 查询用户 */
@ResponseBody
@RequestMapping(value = "/query", method = RequestMethod.POST)
public Result<PageDataVO<UserVO>> queryUser(@RequestBody UserQueryVO query) {
PageDataVO<UserVO> pageData = userService.queryUser(query);
return ResultBuilder.success(pageData);
}
}

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?

3.2.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:

  1. 把 List 对象赋值给 List ,命中了第一种情况;
  2. 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。

3.3.避坑方法

1、在初始化泛型对象时,推荐使用 diamond 语法

在《阿里巴巴 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,我们就知道忘了把 List 对象转化为 List 对象了。

2、在进行单元测试时,需要对比数据内容

在进行单元测试时,运行正常是一个指标,但数据正确才是更重要的指标。

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。

4.1.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(注意:阿里规范要求必须是 long 类型,这里为了举例说明,允许为 int 或 long 类型)。

所以,把这三个字段抽出来,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类 */
@Getter
@Setter
@ToString
public 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"},...]

4.2.问题分析

按道理,UserDO 类和 UserVO 类的 id 字段,类型都是 Long 类型,不存在类型不可转化,应该能够正常赋值。尝试手工赋值,代码如下:

for (UserDO userDO : userDOList) {
UserVO userVO = new UserVO();
userVO.setId(userDO.getId());
userVO.setName(userDO.getName());
userVO.setDescription(userDO.getDescription());
userVOList.add(userVO);
}

经过测试,上面代码返回结果正常,用户ID的值成功返回。

那么,就是 BeanUtils.copyProperties 工具方法的问题了。用 Debug 模式运行,进入到 BeanUtils.copyProperties 工具方法内部,得到以下数据:

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
}

4.3.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。

3、一定要进行单元测试,一定要对比数据内容

在编写完代码后,一定要进行单元测试,一定要对比数据内容。切莫想当然地认为:工具包很成熟、代码也很简单,不可能出现问题。

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。

5.1.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 {
/** 测试主方法 */
public static void main(String[] args) {
Collection<City> cityCollection = readCities2("cities.csv");
log.info(JSON.toJSONString(cityCollection));
}

/** 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。

5.2.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。

5.3.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。

6.1.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);
}
}

3、AopConfiguration.java:

/** AOP配置类 */
@Slf4j
@Aspect
@Configuration
public class AopConfiguration {
/** 环绕方法 */
@Around("execution(* org.changyi.springboot.service..*.*(..))")
public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
try {
log.info("开始调用服务方法...");
return joinPoint.proceed();
} catch (Throwable e) {
log.error(e.getMessage(), e);
throw new ExampleException(e.getMessage(), e);
}
}
}

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。

6.2.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,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。

6.3.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”。

7.1.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);
}
}

3、AopConfiguration.java:

同上一章 AopConfiguration.java 。

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AopConfiguration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。

7.2.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 。

7.3.避坑方法

1、当确定字段不可变时,可以定义为公有静态常量

当确定字段不可变时,可以定义为公有静态常量,并用类名称+字段名称访问。类名称+字段名称访问公有静态常量,与类实例的动态代理无关。

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

/** 使用代码 */
if (!Objects.equals(operatorId, UserService.SUPER_USER.getId())) {
throw new ExampleException("只有超级用户才能删除公司");
}

2、当确定字段不可变时,可以定义为私有成员变量

当确定字段不可变时,可以定义为私有成员变量,提供一个公有方法获取该变量值。当该类实例被动态代理时,代理方法会调用被代理方法,从而返回被代理类的成员变量值。

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

/** 使用代码 */
if (!Objects.equals(operatorId, userService.getSuperUser().getId())) {
throw new ExampleException("只有超级用户才能删除公司");
}

3、遵循 JavaBean 编码规范,不要定义公有成员变量

遵循 JavaBean 编码规范,不要定义公有成员变量。JavaBean 规范如下:

(1)JavaBean类必须是一个公共类,并将其访问属性设置为public,如:public class User{……} (2)JavaBean类必须有一个空的构造函数:类中必须有一个不带参数的公用构造器 (3)一个JavaBean类不应有公共实例变量,类变量都为private,如:private Integer id; (4)属性应该通过一组getter/setter方法来访问。

后记

人类受益于“类比”思维,举一反三就是人类的智慧,每当遇到新生事物时,人们往往用类似的已知事物作为参考,能够加速对新生事物的认知。而人类又受制于“定势”思维,因为已知事物并不能代表新生事物,而人们又容易形成先入为主的概念,最终导致对新生事物产生误判。


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