深入SpringBoot排查@Transactional引起的空异常！
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2022-02-15 11:45
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编辑：业余草
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写在前面
这个 demo 来说明怎么排查一个@Transactional引起的NullPointerException。
本文粘贴了 demo 中的核心代码，如果需要完整 demo，可加我微信。
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：
wget http://search.maven.org/remotecontent?filepath=io/github/hengyunabc/dumpclass/0.0.1/dumpclass-0.0.1.jar -O dumpclass.jar
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 StudentDaoStudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$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.(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StudentDaoStudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$210b005d里的所有field都是nullStudentDao$$EnhancerBySpringCGLIB$$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nullfinalSelectStudentById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