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jdk1.6和jdk1.7中比较器的问题

背景

为了统一线上服务器运行环境,将两台服务器的Tomcat6+JDK6升级到Tomcat7+JDK7,本以为很简单的事情,升级后自己验证也没问题,没想到却悲剧了。升级后,过了半小时运营就找过来反馈问题,部分角色无法登陆系统,由于异常日志没有输出,没有找到问题,无奈回滚。今天我们就来说说JDK6升级到JDK7会遇到的坑。本文为了方便搜索,就直接以异常信息作为文章标题了。

复现

回滚后,到测试环境按照线上的权限设置,复现改问题,加上error日志输出,输出了异常,这个异常是在类似如下代码中抛出的:

Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {  
@Override  
public int compare(Integer o1, Integer o2) {  
return o1 > o2 ? 1 : -1;// 错误的方式  
}  
});

不修改代码

那么问题来了。为什么上面代码在JDK6中运行中无问题.而在JDK7中却会抛异常呢?这是因为JDK7底层的排序算法换了,如果要继续使用JDK6的排序算法,可以在JVM的启动参数中加入如下参数:

-Djava.util.Arrays.useLegacyMergeSort=true 

这样就会照旧使用JDK6的排序算法,在不能修改代码的情况下,解决这个兼容的问题。

分析

在我以前的认知中,高版本的JDK是可以兼容之前的代码的,与同事讨论了一番另加搜索了一番,事实证明,JDK6到JDK7确实存在兼容问题(不兼容列表)。在不兼容列表中我们可以找到关于Collections.sort的不兼容说明,如下:

Area: API: Utilities  
Synopsis: Updated sort behavior for Arrays and Collections may throw an IllegalArgumentException  
Description: The sorting algorithm used by java.util.Arrays.sort and (indirectly) by java.util.Collections.sort has been replaced.   
The new sort implementation may throw an IllegalArgumentException if it detects a Comparable that violates the Comparable contract.   
The previous implementation silently ignored such a situation.  
If the previous behavior is desired, you can use the new system property, java.util.Arrays.useLegacyMergeSort,   
to restore previous mergesort behavior.  
Nature of Incompatibility: behavioral  
RFE: 6804124  

描述的意思是说,java.util.Arrays.sort(java.util.Collections.sort调用的也是此方法)方法中的排序算法在JDK7中已经被替换了。如果违法了比较的约束新的排序算法也许会抛出llegalArgumentException异常。JDK6中的实现则忽略了这种情况。那么比较的约束是什么呢?看这里,大体如下:

sgn(compare(x, y)) == -sgn(compare(y, x))
((compare(x, y)>0) && (compare(y, z)>0)) implies compare(x, z)>0
compare(x, y)==0 implies that sgn(compare(x, z))==sgn(compare(y, z)) for all z

再回过头来看我们开篇有问题的实现:

return x y ? 1 : -1;

当x == y时,sgn(compare(x, y)) = -1,-sgn(compare(y, x)) = 1,这违背了sgn(compare(x, y)) == -sgn(compare(y, x))约束,所以在JDK7中抛出了本文标题的异常。

结论

那么现在是否可以盖棺定论了,按照上面的分析来看,使用这种比较方式(return x > y ? 1 : -1;),只要集合或数组中有相同的元素,就会抛出本文标题的异常。实则不然,什么情况下抛出异常,还取决于JDK7底层排序算法的实现,也就是大名鼎鼎的TimSort。后面文章会分析TimSort。本文给出一个会引发该异常的Case,以便有心人共同研究,如下:

Integer[] array =
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 2, 1, 0, 0, 0, 2, 30, 0, 3};

在window中,需要在Tomcat中的bin目录里catalina.bat文件中加入这个:

在Linux系统中,同样是在bin目录里catalina.sh文件中加入如下: