一起聊聊引入 JaCoCo導致的類型轉換問題，你明白了嗎？
一、問題描述
理解，首先 MCube 會依據(jù)模板緩存狀態(tài)判斷是否需要網絡獲取最新模板，當獲取到模板后進行模板加載，加載階段會將產物轉換為視圖樹的結構，轉換完成后將通過表達式引擎解析表達式并取得正確的值，通過事件解析引擎解析用戶自定義事件并完成事件的綁定，完成解析賦值以及事件綁定后進行視圖的渲染，最終將
JaCoCo是一款被廣泛應用于公司內部的開源覆蓋率工具，將其引用至測試環(huán)境后，機器啟動正常，但在操作下單時出現(xiàn)異常，阻塞下單流程。
去除JaCoCo配置、重新編譯和部署后下單功能恢復正常。堆棧信息顯示，問題源于系統(tǒng)對請求字段進行加密時出現(xiàn)異常，因為無法完成類型轉換拋出異常，“[Z cannot be cast to [Ljava.lang.Object”，從而阻塞下單流程。
以下為報錯堆棧信息：
java.lang.ClassCastException: [Z cannot be cast to [Ljava.lang.Object;
at com.jd.**.TdeProxy.encryptObject(TdeProxy.java:93)
at com.jd.**.TdeProxy.encryptObject(TdeProxy.java:133)
at com.jd.**.TdeProxy.encryptObject(TdeProxy.java:90)
at com.jd.**.TdeProxy.encryptObject(TdeProxy.java:133)
at com.jd.**.TdeProxy.encryptObject(TdeProxy.java:90)
at com.jd.**.TdeProxy.encryptObject(TdeProxy.java:133)
at com.jd.**.TdeProxy.encryptObject(TdeProxy.java:133)
at com.jd.**.TdeProxy.$$FastClassBySpringCGLIB$$4fa3c52.invoke(<generated>)
at org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy.invoke(MethodProxy.java:218)
at org.springframework.aop.framework.CglibAopProxy$CglibMethodInvocation.invokeJoinpoint(CglibAopProxy.java:769)
..省略二、問題分析
理解，首先 MCube 會依據(jù)模板緩存狀態(tài)判斷是否需要網絡獲取最新模板，當獲取到模板后進行模板加載，加載階段會將產物轉換為視圖樹的結構，轉換完成后將通過表達式引擎解析表達式并取得正確的值，通過事件解析引擎解析用戶自定義事件并完成事件的綁定，完成解析賦值以及事件綁定后進行視圖的渲染，最終將
1.報錯代碼
定位報錯信息顯示的代碼位置，確認該部分代碼并沒有被修改過。報錯提示指出屬性應為數(shù)組類型，但在需要加密的類屬性中并沒有涉及數(shù)組類型的處理。那么“[Z”這個類型又是從何而來呢？這種情況下不禁讓人懷疑，在某個時刻類可能被修改過。
報錯信息中的"[Z"代表的是Java中的boolean類型數(shù)組。在Java中，基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)組也會被表示為類似于"[Z"、"[B"、"[L"等形式的字符串，這可能是因為在程序運行過程中對類進行了動態(tài)修改或者反射操作導致的。
以下為報錯處的代碼片段，在將obj轉換為Object[]時出現(xiàn)異常，既然已經識別出是數(shù)組，但是又無法完成類型轉換，具體的原因需要進一步分析。
public void encryptObject(Object obj, String type) throws IllegalAccessException {
/***省略***/
if (Map.class.isAssignableFrom(clazz)) {
/***省略***/
} else if(Iterable.class.isAssignableFrom(clazz)) {
/***省略***/
} else if(clazz.isArray()) {
/**********************報錯代碼行****************/
for (Object o : (Object[]) obj) {
/**********************報錯代碼行****************/
this.encryptObject(o, type);
}
} else {
Boolean encryptFlag = null;
Field[] fields = this.getDeclaredFieldsAll(clazz);
for (Field field : fields) {
/***省略***/
}
/***省略***/
for (Field field : fields) {
Class fieldClazz = field.getType();
if (fieldClazz == String.class) {
/***省略***/
} else {
field.setAccessible(true);
Object fieldValue = field.get(obj);
this.encryptObject(fieldValue, type);
}
}
}
}2.分析路徑
閱讀代碼可以看出encryptObject方法是通過遞歸實現(xiàn)的，其主要功能是對有效集合進行遍歷，所以問題的重點不是遞歸的過程，而是推進遞歸過程的元素集合，集合中的元素無法正常進行類型轉換導致報錯，這就需要檢查getDeclaredFieldsAll方法，該方法在運行時返回的集合中可能包含意料之外的元素，以下為具體實現(xiàn)代碼：
public Field[] getDeclaredFieldsAll(Class clazz) {
List<Field> fieldsList = new ArrayList<Field>();
while (clazz != null) {
Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
fieldsList.addAll(Arrays.asList(declaredFields));
clazz = clazz.getSuperclass();
}
return fieldsList.toArray(new Field[fieldsList.size()]);
}由于已確認引入JaCoCo后對類進行了修改，只需觸發(fā)任一流程以獲取類的所有屬性，通過設置斷點并觀察集合中的元素，即可查看具體修改情況。
圖片
此時已經可以解釋為什么引入JaCoCo會導致異常。報錯中的類型“[Z”為合成的屬性，引入JaCoCo會給類添加一個名為$jacocoData的bool數(shù)組類型屬性，回到報錯代碼位置，出現(xiàn)報錯是因為在識別到一個數(shù)組類型時進行了類型轉換，在這里也找到了問題的答案。
涉及到合成屬性/方法和JaCoCo的實現(xiàn)原理，下面進行簡單的介紹。
3.追本溯源
（1）合成屬性和方法
合成屬性/方法是由Java編譯器在編譯過程中自動生成，并不是研發(fā)顯示編寫的，而是為了支持編譯器內部的實現(xiàn)細節(jié)而生成的，下面針對合成方法進行一個舉例說明。
public class Pack {
public static void main(String[] args) {
Pack.Goods goods = new Pack.Goods();
System.out.println(goods.name);
}
private static class Goods {
private String name = "手機";
}
}將上面的代碼編譯一下，可以看到有三個文件，Pack$Goods.class、Pack.class、Pack$1.class，前兩個一個是內部類，一個是外部類，但是最后一個類并沒有被定義過，接下來分別將內部類和外部類進行反編譯：
import com.jd.ryan.test.Pack.1;
class Pack$Goods {
private String name;
private Pack$Goods() {
this.name = "手機";
}
Pack$Goods(1 x0) {
this();
}
static String access$100(Pack$Goods x0) {
return x0.name;
}
}內部類被反編譯后，可以發(fā)現(xiàn)access$100的方法并沒有被定義，但是分析來看name是內部類Goods的私有屬性，但是外部類可以直接引用這個屬性，從語法結構上講這是被允許的，這就需要編譯器在編譯過程處理這種操作，在編譯器看來，外部類和內部類是兩個獨立的類，如果外部類想要訪問內部類的私有屬性，其實是與封裝原則相悖的。那接著看外部類的反編譯結果：
public class com.jd.ryan.test.Pack {
public com.jd.ryan.test.Pack();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 //Method java/lang/Object."<init>":()V
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: new #2 //class com/jd/ryan/test/Pack$Goods
3: dup
4: aconst_null
5: invokespecial #3 //Method com/jd/ryan/test/Pack$Goods."<init>":(Lcom/jd/ryan/test/Pack$1;V
8: astore_1
9: getstatic #4 //Field java/lang/System.out:Ljava/io/Printstream;
12: aload_1
13: invokestatic #5 //Method com/jd/ryan/test/Pack$Goods.access$100:(Lcom/jd/ryan/test/Pack$Goods.access$100:(Lcom/jd/ryan/test/Pack$Goods;)Ljava/lang/String;
16: invokevirtual #6//Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
19: return
}在代碼實現(xiàn)中外部類直接打印內部類的name屬性值，來看這行指令：
“Method com/jd/ryan/test/Pack$Goods.access$100:(Lcom/jd/ryan/test/Pack$Goods.access$100:(Lcom/jd/ryan/test/Pack$Goods;)Ljava/lang/String;”
從字節(jié)碼中表明是通過調用了內部類的access$100方法，這個方法是一個靜態(tài)方法，它可以返回內部類的name屬性，是Goods的私有屬性，所以access$100就是編譯器用來做內部訪問生成的一個合成方法。
編譯器可以通過生成合成屬性和方法來實現(xiàn)一些內部優(yōu)化或者內部實現(xiàn)，所以在使用反射機制實現(xiàn)一些工具時，在運行時拿到的類屬性信息還可能會有一些未知的屬性或者方法，這就需要工具類的代碼具備一定的健壯性，對獲取到的類屬性進行類型轉換時應該考慮到非業(yè)務字段的情況，并且能夠對運行時異常進行捕獲，讓工具聚焦在可以處理的范圍，不能影響正常的業(yè)務流程。
（2）JaCoCo原理簡述
JaCoCo利用ASM在字節(jié)碼中插入探針指針（Probe指針），每個探針都是一個布爾變量（true表示執(zhí)行，false表示未執(zhí)行）。程序運行時通過修改這些指針來檢測代碼的執(zhí)行情況，而不會改變原始代碼的行為。提到的$jacocoData數(shù)組用于保存這些執(zhí)行結果，JaCoCo根據(jù)控制流類型采用不同的探針插入策略，這些探針不會改變方法的行為，只是記錄它們已經執(zhí)行的事實。
本文不再深入介紹JaCoCo的工作原理，感興趣的同學可以查閱資料。
三、解決方法
理解，首先 MCube 會依據(jù)模板緩存狀態(tài)判斷是否需要網絡獲取最新模板，當獲取到模板后進行模板加載，加載階段會將產物轉換為視圖樹的結構，轉換完成后將通過表達式引擎解析表達式并取得正確的值，通過事件解析引擎解析用戶自定義事件并完成事件的綁定，完成解析賦值以及事件綁定后進行視圖的渲染，最終將
通過問題分析已經確定是$jacocoData導致的，那就需要在獲取屬性集合的的時對這類屬性進行過濾，實現(xiàn)方法通過isSynthetic()方法區(qū)分field屬性類型，isSynthetic是Java中的一個修飾符，用于標記一個類、方法或字段是否由編譯器生成。
List<Field> fieldsList = Arrays.stream(declaredFields)
.filter(field -> !field.isSynthetic())
.collect(Collectors.toList());代碼修改后，測試環(huán)境添加JaCoCo相關配置，編譯部署發(fā)布后可正常下單，從斷點信息來看，$jacocoData已經被過濾掉了。
圖片
四、總結
理解，首先 MCube 會依據(jù)模板緩存狀態(tài)判斷是否需要網絡獲取最新模板，當獲取到模板后進行模板加載，加載階段會將產物轉換為視圖樹的結構，轉換完成后將通過表達式引擎解析表達式并取得正確的值，通過事件解析引擎解析用戶自定義事件并完成事件的綁定，完成解析賦值以及事件綁定后進行視圖的渲染，最終將
本文主要是記錄一次由于引入JaCoCo后產生運行異常的排查過程，希望會對已使用和準備使用JaCoCo的研發(fā)、測試同學有所幫助，同時也希望大家在開發(fā)過程中使用反射機制實現(xiàn)工具類或者注解的同學，一定要了解一些編譯器編譯原理，有助于提升代碼的健壯性。
