你有没有掉进去过这些 BigDecimal 和 DateFormatter 的“陷阱“

RiemannHypothesis

发布于 2022-08-19 16:42:05

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发布于 2022-08-19 16:42:05

文章被收录于专栏：Elixir

一、BigDecimal

使用 IDEA 创建一个 Maven 项目 calculate-date-traps 并导入 Junit 依赖。

<dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.12</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

在进行计费时使用 Double 和 Float 类型计算经常会出现丢失精度的情况，在 test 包下新建一个测试类 ScaleLostTest。

public class ScaleLostTest {

    @Test
    public void testDoubleLostScale(){
        double alpha = 1;
        double bravo = 20.2;
        double charlie = 400.03;
        System.out.println(alpha + bravo + charlie);
    }
}

执行上述代码，输出结果如下

使用 Double 类型进行精确运算出现了精度问题。

代码中所使用的数最终都会转换成二进制，而浮点类型的数转换成二进制并不是精确地二进制，只能是最接近的二进制，这是应为浮点数是由指数和尾数两部分组成，所以在浮点数计算的过程中会出现丢失精度的问题。

如果恰巧计算结果的二进制能和十进制准确转换那么自然也就不会出现丢失精度的问题了。

浮点数并不适合进行精确计算而更适合科学计算。而 BigDecimal 类型的核心就是精度

在 test 包下新建一个测试类 BigDecimalTest

public class BigDecimalTest {

    @Test
    public void testScaleException(){
        BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal("12138.121");
        BigDecimal res = bigDecimal.setScale(2);
        System.out.println(res);
    }
}

执行上述代码，输出结果如下：

设置的精度既小数点的位数比原来小会报错。设置为5，会自动补上0，再次执行测试输出结果如下：

BigDecimal支持的舍入方式有很多中，向上取整，向下取整，四舍五入等

@Test
public void testChangeScale(){
    BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal("12138.121");
    BigDecimal res = bigDecimal.setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
    System.out.println(res);
}

12138.128

测试其他舍入方式

除法运算，除不尽出现异常问题

除不尽，既无限循环的问题

@Test
public void testDivideException(){
    BigDecimal d1 = new BigDecimal(10);
    BigDecimal d2 = new BigDecimal(3);
    System.out.println(d1.divide(d2));
}

@Test
public void testSolveDivideException(){
    BigDecimal d1 = new BigDecimal(10);
    BigDecimal d2 = new BigDecimal(3);
    System.out.println(d1.divide(d2, 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));
}

指定精度和舍入方式

总结，使用BigDecimal一定要指定保留小数点的位数和指定的舍入方式

精度问题导致结果比较不一致

@Test
public void testCompare(){
    BigDecimal d1 = new BigDecimal("0");
    BigDecimal d2 = new BigDecimal("0.0");

    System.out.println(d1.equals(d2));
    System.out.println(d1.compareTo(d2));
}

equals() 方法，精度不同直接返回 false

二、DateFormatter

SimpleDateFormat 是一个以与语言环境有关的方式来格式化和解析日期的具体类。它允许进行格式化（日期 -> 文本）、解析（文本 -> 日期）和规范化。使用SimpleDateFormat的format方法，将一个Date类型转化成String类型，并且可以指定输出格式。

在使用 SimpleDateFormat 时可以解析大于或者等于定义的时间精度，但不能解析小于它定义的时间精度，并且 SimpleDateFormat 是线程不安全的，在多线程环境下操作会抛出异常。

SimpleDateFormat 只能解析大于或者等于定义的时间精度

新增一个测试类 DateFormatterTest，新增测试方法 testFormatterException 测试 SimpleDateFormat 解析小于定义的时间精度会出现什么问题。

public class DateFormatterTest {

    @Test
    public void testFormatterException() throws ParseException {
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        String date_01 = "2022-06-09 23:51:00";
        String date_02 = "2022-06";

        System.out.println(simpleDateFormat.parse(date_01));
        System.out.println((simpleDateFormat).parse(date_02));

    }
}

执行上述代码，输出结果如下：

在解析精度较小的时间时出现了报错。

SimpleDateFormat 线程不安全

SimpleDateFormat 是线程不安全的，这是因为维护了一个 全局的 Calandar 对象的存在，Calandar 中存储的值会被共享，导致线程不安全。

新增一个测试方法 testFormatterThreadSafety，测试在多线程情况下，对一个时间格式的字符串转换为时间后再转换为字符串，并比较这两个字符串是否相等，可以验证线程是否安全。

@Test
public void testFormatterThreadSafety(){
    SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");

    // 定义一个线程池
    ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(5,50,
            60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(100));

    while (true){
        executor.execute(() -> {
            String date_01 = "2022-06-09 23:51:00";
            try {
                // 转换为 date 类型
                Date praseDate = simpleDateFormat.parse(date_01 );
                // 在转换为 string 类型
                String dateStr = simpleDateFormat.format(praseDate);
                // 比较
                System.out.println(date_01.equals(dateStr));
            } catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }

执行上述代码，输出结果如下：