Java中在時間戳計算的過程中遇到的數據溢出問題

背景

今天在跑定時任務的過程中，發現有一個任務在設置數據的查詢時間範圍異常，出現了開始時間戳比結束時間戳大的奇怪現象，計算時間戳的代碼大致如下。

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);
    }
}

先放出結論：因爲java中整數默認是int類型，在計算的過程中30 * 24 * 60 * 60 * 1000計算結果大於Integer.MAX_VALUE，所以出現了數據溢出，從而導致了計算結果不準確的問題。

驗證

我們將上面的代碼稍稍改造一下，方便我們確認定位問題，調整後的代碼如下：

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);
    }
}　

結果如下：

end  : 1560869539864 minus mills : -1702967296
start: 1562572507160

這和我們的預期不一樣，因爲30 * 86400000 = 2592000000，但是計算出來卻是：-1702967296。

到這裏想必大家都知道原因了，這是因爲java中整數的默認類型是整型int，而int的最大值是2147483647，

在代碼中java是先計算右值，再賦值給long變量的。在計算右值的過程中（int型相乘）發生溢出，然後將溢出後截斷的值賦給變量，導致了結果不準確。

將代碼做一下小小的改動，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);
    }
}

結果爲

end  : 1560869539864 minus mills : 2592000000
start: 1558277539864

似乎這樣應該就沒有什麼問題了，但是這樣就真的保險了嗎，如果我要把30調整爲24856(Integer.MAX_VALUE / 86400 = 24855)，即改爲：long a = 24856 * 24 * 60 * 60 * 1000L 那麼同樣會出現溢出。

因爲java的運算規則從左到右，再與最後一個long型的1000相乘之前就已經溢出，所以結果也不對，正確的方式應該如下：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);
    }
}