BigDecimal使用失誤的原因分析

背景

我們在使用金額計算或者展示金額的時候經常會使用 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造器方法，這些構造器方法使用不當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。

事故

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，導致訂單無法支付。

事故級別

P0

事故過程

如下：

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，恢復正常

14:20，review 代碼，預發(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

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現(xiàn)問題根源，如下所示：

publicstaticvoidmain(String[]args){
BigDecimalbigDecimal=newBigDecimal(88);
System.out.println(bigDecimal);
bigDecimal=newBigDecimal("8.8");
System.out.println(bigDecimal);
bigDecimal=newBigDecimal(8.8);
System.out.println(bigDecimal);
}

執(zhí)行結果如下：

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

我們點開構造器方法看下源碼：

publicstaticlongdoubleToLongBits(doublevalue){
longresult=doubleToRawLongBits(value);
//CheckforNaNbasedonvaluesofbitfields,maximum
//exponentandnonzerosignificand.
if(((result&DoubleConsts.EXP_BIT_MASK)==
DoubleConsts.EXP_BIT_MASK)&&
(result&DoubleConsts.SIGNIF_BIT_MASK)!=0L)
result=0x7ff8000000000000L;
returnresult;
}

問題就處在 doubleToRawLongBits 這個方法上，在 jdk 中 double 類（float 與 int 對應）中提供了 double 與 long 轉換，doubleToRawLongBits 就是將 double 轉換為 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，并保留相應的精度信息。

① float 和 double 類型，主要是為了科學計算和工程計算而設計的，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。

② 并沒有提供完全精確的結果，所以不應該被用于精確的結果的場合。

③ 當浮點數(shù)達到一定大的數(shù)，就會自動使用科學計數(shù)法，這樣的表示只是近似真實數(shù)而不等于真實數(shù)。

④ 當十進制小數(shù)位轉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

所以，在涉及到精度計算的過程中，我們盡量使用 String 類型來進行轉換。

編輯：黃飛