测试基础一个有趣的 BUG（精度问题）

CKL的思考 · 2022年06月10日 · 最后由风子回复于 2022年11月18日 · 51596 次阅读

本帖已被设为精华帖！

最近在协助团队完成 ES 数据的切换（业务数据迁移），过程中遇到一个比较好玩的 BUG ，和大家分享并作为经验记录。

01 问题发现过程

通过前期的方案设计和比较，我们决定通过 elasticdump 工具来做 ES 的数据迁移，这个也是比较普遍的迁移方案，于是就动手实施了，过程中也没遇到什么问题。在最后的数据验证环节，发现有一个 ID 对应不上了，如下图所示，通过对比工具，发现一个长度较大的 ID 发生了偏移，其他的数据都没有问题。这是为什么呢？一头雾水。

根据二分法的排错思路，我们需要先确认是导出数据的问题，还是导入数据的问题。查看导出过程的中间文件，发现在导出的时候就出现了错误。于是怀疑是 elasticdump 导出功能的问题。因为这个出错的字段，主要的特征就是长度比较长（18 位），于是怀疑是精度的问题。就去查了下 elasticdump 的源码，一番查找后，果然发现有人遇到过同样的问题，并已经修复了这个 BUG，并给出了解决方案和一些猜测的原因。于是这个问题就得到了解决。在 elasticdump 的导出命令中，加上－-support-big-int 参数，就可以了。

好像也很简单嘛，不是么。其实排错的过程也走过很多弯路，只是现在回顾起来看着比较轻松而以。

02 问题的根因是什么

只解决问题并不是我的风格，总得看看让我绕这么大圈才解决的问题根因是什么嘛。于是查了相关资料（结合上面 GIT 上的对话），可以确认，是因为 elasticdump 中有部分功能是用 JS 写的，而 Js 遵循 IEEE754 规范，采用双精度存储，占用 64 位，从左到右的安排位第一问表示符号位，11 位表示指数，52 位来表示尾数，因此 Js 中能精确表示的最大整数是 2⁵³（十进制为 9007199254740992），那么大于这个数（本文中数值长度 18 位）就可能会丢失精度，因为二进制只有 0 和 1，数值太大，于是就出现了精度丢失的问题。可以在 Chrome Console 里面试了一下，果然是这样，（不是超过了能表示的最大值，而是超过了能精确表示的最大值），和 elasticdump 导出的数据变化基本类似。

再往深了想，为什么用 double 类型会出现这个问题，其他的数据类型是否会有同样的问题呢？这就涉及了数据精度的问题，在这里篇幅有限，就不再展开，有兴趣的同学可以自己去查看相关资料，本质上还是十进制小数与二进制小数相互转换产生的误差。

03 类似的问题有哪些

因为这个问题比较好玩，就又找了一些资料看了下，发现还有两个精度有关的 BUG，还蛮好玩的。

千年虫问题：这个问题相信很多人 IT 人都听说过，简单来说，就是由于前期计算机的存储资源较为昂，在表达时间时，为了节约空间，有位科学家提出了一个方案，把1960年8月11日，简写成 600811。但这样会有一个问题，就是当时被缩写掉的是 19XX 年中 19，如果时间来到 2000 年，程序就无法准确表达时间。比如：2000年1月1日，简写成六位数是 000101。计算机就会怀疑人生，怎么时间倒流了呢？然后就会导致计算机系统发生紊乱。当时大家都觉得自己的程序不会运行到 2000 年，所以就没太放在心上，而大多数后来人习惯了这种记录方式，就忘记了这回事，结果引发了千禧年的大 BUG，造就了多少程序员的不眠之夜。

2038 年问题：现在很多时候，我们在处理时间问题时，都喜欢用时间戳来记录，因为简单方便，不需要考虑时区问题（时区问题很让人头疼的，一不小出就容易出错）。但是这里面会有一个小 BUG 哟。什么是时间戳呢？简单来说就是：以1970年1月1日0 时 0 分 0 秒为起点，然后通过计算秒数来算出当前时间。比如：2021年5月7日15:00:00，换算一下就是 1620370800 秒。但是由于 32 位操作系统所能计算的秒数有限，到2038年1月19日3:14:07，就会达到极限。二进制：01111111 11111111 11111111 11111111，其后一秒，二进制数字会变为 10000000 00000000 00000000 00000000，发生溢出错误，造成系统将时间误解为1901年12月13日20 时 45 分 52 秒，然后系统就会发生各类错误，是不是和上面的千年虫一样？理论上到了 2038 年，人们应该淘汰掉了 32 位操作系统， 64 位操作系统就不存在这个问题。但是从前面的 “千年虫” 事件来看，人类从历史中吸取的唯一教训，就是人类不会吸取任何教训。