深入Spring Boot:排查@Transactional引起的NullPointerException
写在前面
这个demo来说明怎么排查一个 @Transactional
引起的 NullPointerException
。
https://github.com/hengyunabc/spring-boot-inside/tree/master/demo-Transactional-NullPointerException
定位 NullPointerException 的代码
Demo是一个简单的spring事务例子,提供了下面一个 StudentDao
,并用 @Transactional
来声明事务:
@Component @Transactional public class StudentDao { @Autowired private SqlSession sqlSession; public Student selectStudentById(long id) { return sqlSession.selectOne("selectStudentById", id); } public final Student finalSelectStudentById(long id) { return sqlSession.selectOne("selectStudentById", id); } }
应用启动后,会依次调用 selectStudentById
和 finalSelectStudentById
:
@PostConstruct public void init() { studentDao.selectStudentById(1); studentDao.finalSelectStudentById(1); }
用 mvn spring-boot:run
或者把工程导入IDE里启动,抛出来的异常信息是:
Caused by: java.lang.NullPointerException at sample.mybatis.dao.StudentDao.finalSelectStudentById(StudentDao.java:27) at com.example.demo.transactional.nullpointerexception.DemoNullPointerExceptionApplication.init(DemoNullPointerExceptionApplication.java:30) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62) at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498) at org.springframework.beans.factory.annotation.InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor$LifecycleElement.invoke(InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor.java:366) at org.springframework.beans.factory.annotation.InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor$LifecycleMetadata.invokeInitMethods(InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor.java:311)
为什么应用代码里执行 selectStudentById
没有问题,而执行 finalSelectStudentById
就抛出 NullPointerException
?
同一个bean里,明明 SqlSession sqlSession
已经被注入了,在 selectStudentById
里它是非null的。为什么 finalSelectStudentById
函数里是null?
获取实际运行时的类名
当然,我们对比两个函数,可以知道是因为 finalSelectStudentById
的修饰符是 final
。但是具体原因是什么呢?
我们先在抛出异常的地方打上断点,调试代码,获取到具体运行时的 class
是什么:
System.err.println(studentDao.getClass());
打印的结果是:
class sample.mybatis.dao.StudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d
可以看出是一个被spring aop处理过的类,但是它的具体字节码内容是什么呢?
dumpclass分析
我们使用dumpclass工具来把jvm里的类dump出来:
https://github.com/hengyunabc/dumpclass
找到java进程pid:
$ jps 5907 DemoNullPointerExceptionApplication
把相关的类都dump下来:
sudo java -jar dumpclass.jar 5907 'sample.mybatis.dao.StudentDao*' /tmp/dumpresult
反汇编分析
用javap或者图形化工具jd-gui来反编绎 sample.mybatis.dao.StudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d
。
反编绎后的结果是:
-
class StudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d extends StudentDao
-
StudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d
里没有finalSelectStudentById
相关的内容 -
selectStudentById
实际调用的是this.CGLIB$CALLBACK_0
,即MethodInterceptor tmp4_1
,等下我们实际debug,看具体的类型public final Student selectStudentById(long paramLong) { try { MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0; if (tmp4_1 == null) { tmp4_1; CGLIB$BIND_CALLBACKS(this); } MethodInterceptor tmp17_14 = this.CGLIB$CALLBACK_0; if (tmp17_14 != null) { Object[] tmp29_26 = new Object[1]; Long tmp35_32 = new java/lang/Long; Long tmp36_35 = tmp35_32; tmp36_35; tmp36_35.<init>(paramLong); tmp29_26[0] = tmp35_32; return (Student)tmp17_14.intercept(this, CGLIB$selectStudentById$0$Method, tmp29_26, CGLIB$selectStudentById$0$Proxy); } return super.selectStudentById(paramLong); } catch (RuntimeException|Error localRuntimeException) { throw localRuntimeException; } catch (Throwable localThrowable) { throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable); } }
-
再来实际debug,尽管
StudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d
的代码不能直接看到,但是还是可以单步执行的。
在debug时,可以看到
-
StudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d
里的所有field都是null -
this.CGLIB$CALLBACK_0
的实际类型是CglibAopProxy$DynamicAdvisedInterceptor
,在这个Interceptor里实际保存了原始的target对象 -
CglibAopProxy$DynamicAdvisedInterceptor
在经过TransactionInterceptor
处理之后,最终会用反射调用自己保存的原始target对象
抛出异常的原因
所以整理下整个分析:
- 在使用了
@Transactional
之后,spring aop会生成一个cglib代理类,实际用户代码里@Autowired
注入的StudentDao
也是这个代理类的实例 - cglib生成的代理类
StudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d
继承自StudentDao
-
StudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d
里的所有field都是null -
StudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d
在调用selectStudentById
,实际上通过CglibAopProxy$DynamicAdvisedInterceptor
,最终会用反射调用自己保存的原始target对象 - 所以
selectStudentById
函数的调用没有问题
那么为什么 finalSelectStudentById
函数里的 SqlSession sqlSession
会是null,然后抛出 NullPointerException
?
-
StudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d
里的所有field都是null -
finalSelectStudentById
函数的修饰符是final
,cglib没有办法重写这个函数 - 当执行到
finalSelectStudentById
里,实际执行的是原始的StudentDao
里的代码 - 但是对象是
StudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d
的实例,它里面的所有field都是null,所以会抛出NullPointerException
解决问题办法
- 最简单的当然是把
finalSelectStudentById
函数的final
修饰符去掉 - 还有一种办法,在
StudentDao
里不要直接使用sqlSession
,而通过getSqlSession()
函数,这样cglib也会处理getSqlSession()
,返回原始的target对象
总结
- 排查问题多debug,看实际运行时的对象信息
- 对于cglib生成类的字节码,可以用dumpclass工具来dump,再反编绎分析
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