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十分钟通过一个实际问题,真正教会大家如何解决Bug

资讯信息4年前 (2020)更新 资讯大使
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前言

这篇文章从实际问题 -> 问题解决步骤 -> 问题解决思路,帮助大家能够明白如何在程序中发现问题,定位问题,解决问题。并真正理解那些问题解决思路。

首先说说这个实际问题是什么,又是怎么遇到的。

我这边做了一个操作日志模块,需要提供独立查询页面。正好集团内部有一个xxx前端产品,可以简单配置就生成一个报表页面。

但是由于该产品请求http接口时,会自动加入一个“sorts=[]”的参数,作为报表排序的依据。但是悲剧发生了。请求后,后端服务器返回一个400-bad request。

而xxx前端产品的mock数据就没问题。说明是后端差异造成的。所以需要后端优先解决。

定位问题

断点定位

通过远程debug(因为是部署到远程预发环境的),进行断点查看。
首先将断点打在对应Controller上,发现没用。
紧接着将断点打在了DispatcherServlet的doService方法上,发现还是没用。

那么再往前就不是SpringBoot这样的应用服务范围了,而是属于Tomcat这样的Web服务范围了。
于此同时,我们发现400请求的页面与tomcat的错误页面很相似。由于很久没有看到tomcat错误页面,所以并没有在第一时间察觉。

资料查询

这时候,已经很难通过断点方式进行查询了。但是我们已经有一定的把握将问题定位在tomcat这一web容器了。并且通过之前的接口测试,确定问题发生在“[”这样字符上。
所以,直接通过百度查询“tomcat 非法字符 400“这样的关键字,找到了如下的博客:
解决springboot项目请求出现非法字符问题 java.lang.IllegalArgumentException:Invalid character found in the request target. The valid characters are defined in RFC 7230 and RFC 3986

根据博客中给出的方法,加入TomcatConfiguration这一配置类:

/**
 * @author: zw
 * @create: 2019-06-27 11:19
 **/
@Configuration
public class TomcatConfig {

    @Bean
    public TomcatServletWebServerFactory webServerFactory() {
        TomcatServletWebServerFactory factory = new TomcatServletWebServerFactory();
        factory.addConnectorCustomizers((Connector connector) -> {
                connector.setProperty("relaxedPathChars", "\"<>[\\]^`{|}");
                connector.setProperty("relaxedQueryChars", "\"<>[\\]^`{|}");
        });
        return factory;
    }
}

这里说一下,为什么没有采用其他博客所说的修改tomcat的配置文件。因为这种偏底层的改变,在大公司里面实现是非常麻烦的。所以优先考虑通过应用服务自身的设置完成。

但是,问题到这里就真的结束了嘛?
当然没有。如果只是如此,我只需要转载上面那篇博客就OK了。

版本冲突

问题发生

当时,通过上述方法,在本地的demo已经解决了问题。
但是,集团内部的xxx平台无法成功将代码部署到日常环境。查看错误日志,并没有看到有效的信息。只是一些ClassNotFound等异常,但并没有具体信息。

问题定位

简单搜索一下相关异常,看到一个关键字眼-版本冲突。
结合之前TomcatConfiguration引入的依赖,唯一可能存在问题的就是下面这条依赖:
import org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatServletWebServerFactory;

该依赖,来自SpringBoot 2.x。之前引入该依赖时,比较担心的是系统采用的是集团内部的xxxboot,可能不兼容。但是后来发现系统有引入SpringBoot,所以就没有担心了。
现在看来,这里还是存在问题。
通过maven,发现:原项目采用的是SpringBoot1.x,而不是SpringBoot2.x,所以才会在启动时,产生版本冲突问题。

问题解决

确定问题位置后,接下来就是解决问题。
但是比较尴尬的是,SpringBoot1.x没有TomcatConfiguration所需要的TomcatServletWebServerFactory。

所以,接下来就是寻找SpringBoot1.x版本的解决方案。

首先谷歌”SpringBoot1.x tomcat configuration“(这种偏原理的,优先考虑谷歌。尤其是有这个网络条件,并且英文看得懂),找到以下博客:

How to Configure Spring Boot Tomcat

但是并没有找到直接的解决方案(相信这也是大家经常遇到的情况)。

这个时候,看到tomcat存在一个application.properties配置项:
server.tomcat.accesslog.enabled=true

因为TomcatConfiguration是@Configuration修饰的配置类,所以直接在实际项目代码(SpringBoot1.x)的application.properties增加该属性,通过属性跳转,跳到ServerProperties(位于org.springframework.boot.autoconfigure.web下)。

直接搜索tomcat,发现了TomcatEmbeddedServletContainerFactory,而这与SpringBoot2.x所使用的TomcatServletWebServerFactory很类似。
打开代码,发现两者都继承自AbstractEmbeddedServletContainerFactory,并实现了ResourceLoaderAware接口。

所以针对之前的解决方案,修改成下面样子就OK了。

package tech.jarry.learning.birdlog.birdlog.config;

import org.apache.catalina.connector.Connector;
//import org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatServletWebServerFactory;
import org.springframework.boot.context.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedServletContainerFactory;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
 * Tomcat配置类:SpringBoot1.x下,解决Tomcat对非法字符返回400问题
 * @author: jarry
 **/
@Configuration
public class TomcatConfiguration {

  @Bean
  public TomcatEmbeddedServletContainerFactory webServerFactory() {
    TomcatEmbeddedServletContainerFactory factory = new TomcatEmbeddedServletContainerFactory();
    factory.addConnectorCustomizers((Connector connector) -> {
      connector.setProperty("relaxedPathChars", "\"<>[\\]^`{|}");
      connector.setProperty("relaxedQueryChars", "\"<>[\\]^`{|}");
    });
    return factory;
  }
}

总结

至此,tomcat非法字符请求直接返回400的问题,就在SpringBoot1.x版本下解决了。

但是,如果只是到此为止,不再向前一步就太可惜了。就如同百米赛跑,跑到99米为止,放弃了。

问题的解决固然重要,但是更重要的是解决问题的思路。因为问题千千万万,每个问题的解决方法可能都不一样。而解决问题的思路才是有限的,才有最为宝贵的。

所以,让我们复盘一下上述问题的解决思路:

tomcat对非法字符返回400

  1. 通过远程debug的断点,将问题范围确定在应用服务之前,进而判断大概率在tomcat(当然也可能是在应用服务前的nginx等。不过在当前场景优先排查tomcat)。
  2. 通过400错误页面的样式,联想到tomcat其他错误页面,猜测问题发生在tomcat。
  3. 通过资料查询,网站搜索,找到初步解决方案(这里需要重视搜索关键词,关键词的准确性决定了查询效率)

SpringBoot版本冲突问题

  1. 通过日志中的错误信息,配合搜索引擎,猜测错误是由于版本冲突造成。
  2. 通过代码的增量,判断问题发生在SpringBoot2.x的依赖上。
  3. [可选] 这里可以通过demo,确定问题是否版本冲突造成(这里的demo必须精准,否则就多准备几个)。
  4. 通过maven查看项目依赖树,确定是由于SpringBoot2.x与SpringBoot1.x的版本冲突造成。
  5. 查询资料,没有明确解决方案直接指向。
  6. 通过提示的tomcat配置信息,找到ServerProperties类
  7. 在ServerProperties类中,寻找Tomcat相关的类。
  8. 最终找到TomcatEmbeddedServletContainerFactory,两者父类与接口吻合,并且可以直接替换原有的TomcatServletWebServerFactory

事后思考了一下,发现上述5-8可以更加简单。那就是直接查询SpringBoot1.x中类似TomcatServletWebServerFactory的类。

具体方法就是明确TomcatServletWebServerFactory的父类AbstractEmbeddedServletContainerFactory(实际功能)与接口ResourceLoaderAware(资源注入)。
在SpringBoot1.x中直接查找AbstractEmbeddedServletContainerFactory子类即可(发现有三个,分别对应Tomcat,Netty与Undertow,都实现了ResourceLoaderAware接口)。不过需要确认是否可以直接使用,还是需要再进行转化等。

小结

再将上述步骤浓缩一下,就是大家常见的:

  • 查询资料
  • debug,打断点
  • 代码跳转
  • 联想
  • 单一变量进行筛选

相信上面这类总结,大家见得多了。但是真正落实后,效率确实差别很大的。

这篇文章,从实际问题 -> 问题解决步骤 -> 问题解决思路,帮助大家能够真正明白如何在程序中发现问题,定位问题,解决问题,理解问题解决思路。如果可以的话,希望大家更进一步,学到如何进行这样的总结。

愿与诸君共进步。

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