BigDecimal使用不當(dāng)，造成P0事故！

背景

我們在使用金額計算或者展示金額的時候經(jīng)常會使用BigDecimal，也是涉及金額時非常推薦的一個類型，BigDecimal自身也提供了很多構(gòu)造器方法，這些構(gòu)造器方法使用不當(dāng)可能會造成不必要的麻煩甚至是金額損失，從而引起事故資損。

接下來我們看下收銀臺出的一起事故。

【問題描述】

• 收銀臺計算商品金額報錯，導(dǎo)致訂單無法支付。

【事故級別】

• P0
  

【過程】

• 13:44 接到報警，訂單支付失敗，支付可用率降至60%
• 13:50 迅速回滾上線代碼，恢復(fù)正常；
• 14:20 review代碼，預(yù)發(fā)布驗證發(fā)現(xiàn)問題點
• 14:58 修改問題代碼上線，線上恢復(fù)

【故障原因】 BigDecimal在金額計算中丟失精度

原因分析：

首先我們先用一段代碼復(fù)現(xiàn)問題根源，如下所示：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????BigDecimal?bigDecimal=new?BigDecimal(88);
????System.out.println(bigDecimal);
????bigDecimal=new?BigDecimal("8.8");
????System.out.println(bigDecimal);
????bigDecimal=new?BigDecimal(8.8);
????System.out.println(bigDecimal);
}

執(zhí)行結(jié)果如下：

通過測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用double或者float這些浮點數(shù)據(jù)類型時，會丟失精度，String、int則不會；這是為什么呢？

我們點開構(gòu)造器方法看下源碼：

public?static?long?doubleToLongBits(double?value)?{
????long?result?=?doubleToRawLongBits(value);
????//?Check?for?NaN?based?on?values?of?bit?fields,?maximum
????//?exponent?and?nonzero?significand.
????if?(?((result?&?DoubleConsts.EXP_BIT_MASK)?==
??????????DoubleConsts.EXP_BIT_MASK)?&&
?????????(result?&?DoubleConsts.SIGNIF_BIT_MASK)?!=?0L)
????????result?=?0x7ff8000000000000L;
????return?result;
}

問題就處在 doubleToRawLongBits 這個方法上，在jdk中double類（float與int對應(yīng)）中提供了double與long轉(zhuǎn)換，doubleToRawLongBits就是將double轉(zhuǎn)換為long，這個方法是原始方法（底層不是java實現(xiàn)，是c++實現(xiàn)的）。double之所以會出問題，是因為小數(shù)點轉(zhuǎn)二進制丟失精度。BigDecimal在處理的時候把十進制小數(shù)擴大N倍讓它在整數(shù)上進行計算，并保留相應(yīng)的精度信息

• float和double類型，主要是為了科學(xué)計算和工程計算而設(shè)計的，之所以執(zhí)行二進制浮點運算，是為了在廣泛的數(shù)值范圍上提供較為精確的快速近和計算。

• 并沒有提供完全精確的結(jié)果，所以不應(yīng)該被用于精確的結(jié)果的場合。

• 當(dāng)浮點數(shù)達到一定大的數(shù)，就會自動使用科學(xué)計數(shù)法，這樣的表示只是近似真實數(shù)而不等于真實數(shù)。

• 當(dāng)十進制小數(shù)位轉(zhuǎn)換二進制的時候也會出現(xiàn)無限循環(huán)或者超過浮點數(shù)尾數(shù)的長度。

總結(jié)

所以，在涉及到精度計算的過程中，我們盡量使用String類型來進行轉(zhuǎn)換，正確用法如下:

BigDecimal?bigDecimal2=new?BigDecimal("8.8");
BigDecimal?bigDecimal3=new?BigDecimal("8.812");
System.out.println(?bigDecimal2.compareTo(bigDecimal3));
System.out.println(?bigDecimal2.add(bigDecimal3));

BigDecimal創(chuàng)建出來的是對象，我們不能用傳統(tǒng)的加減乘除對其進行運算，必須使用他的方法，在我們數(shù)據(jù)庫存儲里，如果我們使用的是double或者float類型，需要進行來回的轉(zhuǎn)換后進行計算，非常不方便。

工具分享

所以在這里整理出一個util類供大家使用。

import?java.math.BigDecimal;

/**
?*?@Author?shuaige
?*?@Date?2022/4/17
?*?@Version?1.0
?**/
public?class?BigDecimalUtils?{
????public?static?BigDecimal?doubleAdd(double?v1,?double?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?b1.add(b2);
????}
????public?static?BigDecimal?floatAdd(float?v1,?float?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Float.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Float.toString(v2));
????????return?b1.add(b2);
????}
????public?static?BigDecimal?doubleSub(double?v1,?double?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?b1.subtract(b2);
????}
????public?static?BigDecimal?floatSub(float?v1,?float?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Float.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Float.toString(v2));
????????return?b1.subtract(b2);
????}

????public?static?BigDecimal?doubleMul(double?v1,?double?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?b1.multiply(b2);
????}
????public?static?BigDecimal?floatMul(float?v1,?float?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Float.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Float.toString(v2));
????????return?b1.multiply(b2);
????}

????public?static?BigDecimal?doubleDiv(double?v1,?double?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????//?保留小數(shù)點后兩位?ROUND_HALF_UP?=?四舍五入
????????return?b1.divide(b2,?2,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
????}
????public?static?BigDecimal?floatDiv(float?v1,?float?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Float.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Float.toString(v2));
????????//?保留小數(shù)點后兩位?ROUND_HALF_UP?=?四舍五入
????????return?b1.divide(b2,?2,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
????}
????/**
?????*?比較v1?v2大小
?????*?@param?v1
?????*?@param?v2
?????*?@return?v1>v2?return?1??v1=v2?return?0?v1return?-1
?????*/
????public?static?int?doubleCompareTo(double?v1,?double?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return??b1.compareTo(b2);
????}
????public?static?int?floatCompareTo(float?v1,?float?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Float.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Float.toString(v2));
????????return??b1.compareTo(b2);
????}
}