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          你可能也會(huì)掉進(jìn)這個(gè)簡(jiǎn)單的 String 的坑

          共 3504字,需瀏覽 8分鐘

           ·

          2020-12-26 11:50

          背景
          某同學(xué)是某大公司高級(jí)開(kāi)發(fā)工程師,某日收到不少錯(cuò)誤告警信息,于是便去開(kāi)始排查。
          跟蹤日志發(fā)現(xiàn)是某個(gè)服務(wù)拋出的異常信息,奇怪的是這個(gè)服務(wù)上線也有一段時(shí)間了。之前很少看到類似的錯(cuò)誤信息,最近偶爾多了起來(lái)。
          后來(lái)才定位到是因?yàn)榉?wù)調(diào)用了某外部接口,發(fā)現(xiàn)對(duì)方對(duì)參數(shù)長(zhǎng)度做了限制,如果輸入?yún)?shù)超過(guò) 1000 bytes,就直接拋異常,代碼類似如下:
          /**
          ?*?@param?status
          ?*?@param?result,?the?size?should?less?than?1000?bytes
          ?*?@throws?Exception
          ?*/

          public?XXResult(boolean?status,?String?result)?{
          ????if?(result?!=?null?&&?result.getBytes().length?>?1000)?{
          ????????throw?new?RuntimeException("result?size?more?than?1000?bytes!");
          ????}
          ??......
          }
          心想,這還不簡(jiǎn)單,咱們的?result?也不是什么關(guān)鍵性的東西,你有限制,我直接 trim 一下不就行了?


          解決方案

          于是三下五除二,給搞了個(gè)?trim?方法,支持傳不同參數(shù)按需 trim,代碼如下:
          /**
          ?*?將給定的字符串?trim?到指定大小
          ?*?@param?input
          ?*?@param?trimTo?需要?trim?的字節(jié)長(zhǎng)度
          ?*?@return?trim?后的?String
          ?*/

          public?static?String?trimAsByte(String?input,?int?trimTo)?{
          ????if?(Objects.isNull(input))?{
          ????????return?null;
          ????}
          ????byte[]?bytes?=?input.getBytes();
          ????if?(bytes.length?>?trimTo)?{
          ????????byte?[]?subArray?=?Arrays.copyOfRange(bytes,?0,?trimTo);
          ????????return?new?String(subArray);
          ????}
          ????return?input;
          }
          再在需要調(diào)用外部服務(wù)的地方,先調(diào)用這個(gè)?trimAsByte?方法,一頓操作連忙上線,一切完美~


          災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)

          一切完美。然后幸福總是短暫的。
          經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后(前面也提到,業(yè)務(wù)場(chǎng)景確實(shí)是偶發(fā)的),相同的錯(cuò)誤仍然發(fā)生了。
          簡(jiǎn)直不敢相信,都 trim 了為啥還會(huì)超出?你也幫忙想想,是哪里的問(wèn)題?

          看看上面的例子(為了方便展示,簡(jiǎn)單修改文首代碼了下),
          trimAsByte("WeChat:tangleithu",?8)
          輸入字符串?WeChat:tangleithu?太長(zhǎng)了,只 trim 到剩下 8 個(gè)字節(jié),對(duì)應(yīng)的字節(jié)數(shù)組是從?[87,101,67,104,97,116,58,116,97,110,103,108,101,105,116,104,117]?變?yōu)榱?[87,101,67,104,97,116,58,116],字符串變成了?WeChat:t?,結(jié)果正確。
          其實(shí)在寫(xiě)這個(gè)方法的時(shí)候還是太草率了,本應(yīng)該很容易想到中文的情況的,我們來(lái)試試:
          trimAsByte("程序猿石頭",?8)
          看上述截圖,悲劇了,輸入程序猿石頭,3 個(gè)字節(jié)一個(gè)漢字,一共 15 個(gè)字節(jié)?[-25,-88,-117,-27,-70,-113,-25,-116,-65,-25,-97,-77,-27,-92,-76],trim 到 8 位,剩下前 8 位?[-25,-88,-117,-27,-70,-113,-25,-116]?也正確。再?new String,變成3 個(gè) “中文” 了,雖然第 3 個(gè)“中文”,咱也不認(rèn)識(shí),咱也不敢問(wèn)到底讀啥,總之再轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組,長(zhǎng)度多了 1 個(gè),變成 9 了。
          問(wèn)題算是定位到了。

          ?

          不禁要問(wèn),為什么?

          來(lái)看看這個(gè) String 的構(gòu)造函數(shù),看看上面注釋才發(fā)現(xiàn),其實(shí)我們忽略了一個(gè)很重要的概念,就是編碼方式。
          /**
          ?*?Constructs?a?new?{@code?String}?by?decoding?the?specified?array?of?bytes
          ?*?using?the?platform's?default?charset.??The?length?of?the?new?{@code
          ?*?String}?is?a?function?of?the?charset,?and?hence?may?not?be?equal?to?the
          ?*?length?of?the?byte?array.
          ?*
          ?*?

          ?The?behavior?of?this?constructor?when?the?given?bytes?are?not?valid
          ?*?in?the?default?charset?is?unspecified.??The?{@link
          ?*?java.nio.charset.CharsetDecoder}?class?should?be?used?when?more?control
          ?*?over?the?decoding?process?is?required.
          ?*
          ?*?@param??bytes
          ?*?????????The?bytes?to?be?decoded?into?characters
          ?*
          ?*?@since??JDK1.1
          ?*/
          public?String(byte?bytes[])?{
          ????//this(bytes,?0,?bytes.length);
          ????checkBounds(bytes,?offset,?length);
          ????this.value?=?StringCoding.decode(bytes,?offset,?length);
          }

          當(dāng)我們用默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù) new String 的時(shí)候,只是用了系統(tǒng)默認(rèn)的編碼(本文是“UTF-8”)去嘗試解碼,構(gòu)造出字符串。
          所以,當(dāng)我們?cè)谟米止?jié)數(shù)組(字節(jié)流)來(lái)表達(dá)具體的語(yǔ)義的時(shí)候,一定要約定好以什么方式進(jìn)行編碼,本文不具體闡述編碼問(wèn)題了。下面用一個(gè)例子來(lái)解釋上文的現(xiàn)象:
          [-25,-88,-117,-27,-70,-113,-25,-116,-65,-25,-97,-77,-27,-92,-76]?仍然用這串字節(jié)數(shù)組來(lái)實(shí)驗(yàn),這串字節(jié)數(shù)組,如果用 “UTF-8” 編碼去解釋,那么其想表達(dá)的語(yǔ)義就是中文“程序猿石頭”,從上文標(biāo)注的 1,2,3 中可以看出來(lái),沒(méi)有寫(xiě)即用了系統(tǒng)中的默認(rèn)編碼“UTF-8”。
          假設(shè)按照 “GBK” 來(lái)解釋(標(biāo)注 4),就是表達(dá)的 “紼嬪簭鐚跨煶澶?”,注意看下其中的???是不是似曾相識(shí);
          注意標(biāo)注 5,通過(guò) GBK 解釋構(gòu)造字符串后,再通過(guò)默認(rèn)的 “UTF-8” 獲取字節(jié)數(shù)組,長(zhǎng)度就變成 24 了,然后還通過(guò) “GBK” 編碼得到的字節(jié)數(shù)組長(zhǎng)度為 15(標(biāo)注 6),再試圖構(gòu)造字符串(標(biāo)注 7),其中“程序猿石頭”的“頭”字,已經(jīng)沒(méi)了。說(shuō)明這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程中,其實(shí)信息已經(jīng)被丟了。
          上面的???其實(shí)是 UNICODE 編碼方式中的一個(gè)特殊的字符,也就是 0xFFFD(65535),其實(shí)是一個(gè)占位符(REPLACEMENT CHARACTER),用來(lái)表達(dá)未知的、沒(méi)辦法表達(dá)的東東。上文中在進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換過(guò)程中,出現(xiàn)了這個(gè)玩意,其實(shí)也就是沒(méi)辦法準(zhǔn)確表達(dá)含義,會(huì)被替換成這個(gè)東西,因此信息也就丟失了。你可以試試前面的例子,比如把前 8 個(gè)字節(jié)中的最后一兩個(gè)字節(jié)隨便改改,都是一樣的。

          ?

          總結(jié)

          總結(jié)一下,其實(shí)本來(lái)是一個(gè)很簡(jiǎn)單的問(wèn)題,卻經(jīng)過(guò)幾次修改才最終解決,說(shuō)明對(duì) “基礎(chǔ)” 掌握得還是不夠,一個(gè)重要的點(diǎn)是,在處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)的時(shí)候,一定要聯(lián)想到 “編碼” 方式。
          另外,提醒我們,看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題,我們往往容易忽略。比如如果單純看到文中提到的這個(gè)trim?方法,其實(shí)很容易寫(xiě)個(gè)單元測(cè)試就能盡早發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題;
          越是基礎(chǔ)的方法,我們?cè)綉?yīng)該考慮其代碼的健壯性

          有道無(wú)術(shù),術(shù)可成;有術(shù)無(wú)道,止于術(shù)

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          好文章,我在看??

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