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Java中在时间戳计算的过程中遇到的数据溢出问题解决

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背景

今天在跑定时任务的过程中,发现有一个任务在设置数据的查询时间范围异常,出现了开始时间戳比结束时间戳大的奇怪现象,计算时间戳的代码大致如下。

package com.lingyejun.authenticator;
 
public class IntegerTest {
 
  public static void main(String[] args) {
    long endTime = System.currentTimeMillis();
    long startTime = endTime - 30 * 24 * 60 * 60 * 1000;
 
    System.out.println("end  : " + endTime);
    System.out.println("start : " + startTime);
  }
}

先放出结论:因为java中整数默认是int类型,在计算的过程中30 * 24 * 60 * 60 * 1000计算结果大于Integer.MAX_VALUE,所以出现了数据溢出,从而导致了计算结果不准确的问题。

验证

我们将上面的代码稍稍改造一下,方便我们确认定位问题,调整后的代码如下:

package com.lingyejun.authenticator;
 
public class IntegerTest {
 
  public static long calcStartTime(long endTime, long minusMills) {
    System.out.println("end : " + endTime + " minus mills : " + minusMills);
    long startTime = endTime - minusMills;
    System.out.println("start: " + startTime);
    return startTime;
  }
 
  public static void main(String[] args) {
    long nowTime = System.currentTimeMillis();
    long a = 30 * 24 * 60 * 60 * 1000;
    calcStartTime(nowTime, a);
  }
} 

结果如下:

end  : 1560869539864 minus mills : -1702967296
start: 1562572507160

这和我们的预期不一样,因为30 * 86400000 = 2592000000,但是计算出来却是:-1702967296。

到这里想必大家都知道原因了,这是因为java中整数的默认类型是整型int,而int的最大值是2147483647,

在代码中java是先计算右值,再赋值给long变量的。在计算右值的过程中(int型相乘)发生溢出,然后将溢出后截断的值赋给变量,导致了结果不准确。

将代码做一下小小的改动,再看一下。

package com.lingyejun.authenticator;
 
public class IntegerTest {
 
  public static long calcStartTime(long endTime, long minusMills) {
    System.out.println("end : " + endTime + " minus mills : " + minusMills);
    long startTime = endTime - minusMills;
    System.out.println("start: " + startTime);
    return startTime;
  }
 
  public static void main(String[] args) {
    long nowTime = System.currentTimeMillis();
    long a = 30 * 24 * 60 * 60 * 1000L;
    calcStartTime(nowTime, a);
  }
}

结果为

end  : 1560869539864 minus mills : 2592000000
start: 1558277539864

似乎这样应该就没有什么问题了,但是这样就真的保险了吗,如果我要把30调整为24856(Integer.MAX_VALUE / 86400 = 24855),即改为:long a = 24856 * 24 * 60 * 60 * 1000L 那么同样会出现溢出。

因为java的运算规则从左到右,再与最后一个long型的1000相乘之前就已经溢出,所以结果也不对,正确的方式应该如下:long a = 24856L * 24 * 60 * 60 * 1000。

package com.lingyejun.authenticator;
 
public class IntegerTest {
 
  public static long calcStartTime(long endTime, long minusMills) {
    System.out.println("end : " + endTime + " minus mills : " + minusMills);
    long startTime = endTime - minusMills;
    System.out.println("start: " + startTime);
    return startTime;
  }
 
  public static void main(String[] args) {
    long a = 30L * 24 * 60 * 60 * 1000;
    calcStartTime(nowTime, a);
  }
}
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