冯老师的困惑 —— 一个跑了两年的 BUG

快乐的皮拉夫的个人博客 / 148 / 16 / 创建于 3周前 / 更新于 3周前

冯老师发现了 BUG

「嘿，运维，别摸鱼了，来给你看个问题。」

我抬头望了一眼，冯老师兴奋地冲我摆着手，像发现宝藏一样。

「啥问题？忙着呢。」

「一个你们跑了两年的 BUG，给你看看长什么样，来——」

两年的 BUG ？—— 这成功吸引了我的好奇心。于是，我放下手中的工作，向着冯老师的工位走去。

「看看这段代码，能看出什么问题来吗？」

...
//订单编号
$orderSn = '20240522123241209798';
//根据订单编号获取记录 
$order = DB::table('orders')->select("SELECT * FROM `orders` WHERE `order_sn` = {$orderSn} LIMIT 1;");
...

除了使用原生的 SQL 查询让我感觉有些不规范之外，我倒是还发现了一个问题，不过我并没有直接说出来，而是装作一副浑然不知的样子——我倒是要看看冯老师卖的什么关子：

「接着说，冯总。」

冯老师看着我不为所动的表情，脸上开始流露出一丝傲娇的喜悦来：

「来，再给你看看它的执行结果，看出什么问题来了吗？」

…	payer_id	order_sn	order_type	…
…	10	20240522123241209810	3	…

我微微一笑，因为和我预想的一样，我拍了拍冯老师的肩膀：

「好好干，加油。」

然后转身离开了。

冯老师见我一副不为所动的样子，有些失落，本来准备在我面前装一把的，结果又吃了瘪。最后只能无奈地笑着叹了口气：

「你们这群大佬，一个 BUG 线上跑了两年了，居然还没发现。要不是我踩了坑，不知道要坑害多少人啊」

「不过这倒是一个值得研究的话题，你把 SQL 发给我，我好好研究一下。不加引号都能跑这么多年，确实挺有意思的。」

「哈哈，可以啊，小伙子，一眼看到了问题所在。写到你的文章里吧，不过这得算我的功劳啊。」

「没问题，冯老师。」

一个引号引发的「血案」

这个问题其实不难推测，仅从代码上也能看出大致原因 —— WHERE 条件的 {$orderSn} 外面忘记包裹引号了。这样产生的后果，就是会触发 MySQL 的隐式类型转换问题。

不过，我更感兴趣的是以下几点问题：

隐式转换的规则是怎样的？
为何跑了两年的 BUG ，直到现在才暴露出来？
隐式转换对索引是否会产生影响？

为了了解 MySQL 隐式转换的内容，我特意把官方的开发手册《12.3 表达式计算中的类型转换》又翻译了一遍（没找到完整的翻译版，于是当了把志愿者）。看完以后，回头再看这个问题，就比较容易理解了。

所以，强烈建议大家去看一看。

这里我们先建一个表，来模拟这种情况，建表 SQL 如下：

CREATE TABLE `my_table` (
  `str_col` varchar(50) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL DEFAULT '',
  `int_col` bigint unsigned NOT NULL DEFAULT '0',
  KEY `str_col` (`str_col`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;

我们定义了一个 varchar 类型的列和一个 bigint 类型的列。然后先插入一条测试数据：

INSERT INTO `my_table` (`str_col`, `int_col`) VALUES ('20240522123130527271', 18446744073709551615);

注意：
InnoDB 存储引擎下，无符号的 BIGINT 类型存储的最大值是 2^64 - 1，即 18446744073709551615 ，这里为了测试特意取的这个值。

我们先来运行第一条 SQL：

mysql> SELECT * FROM `my_table` WHERE `str_col` = 20240522123130527271;
+----------------------+----------------------+
| str_col              | int_col              |
+----------------------+----------------------+
| 20240522123130527271 | 18446744073709551615 |
+----------------------+----------------------+
1 row in set (0.01 sec)

发现可以查询到记录。我们先来分析一下这条 SQL 。

根据《12.3 表达式计算中的类型转换》中提到的：

除此之外的所有情况，参数都会作为浮点数（双精度）进行比较。例如，字符串和数字之间的比较，都是作为浮点数进行比较的。

也就是说，字符串数据列和数字进行比较时，都会先转换成双精度的浮点数。我们使用 CAST() 函数可以模拟这个过程：

mysql> SELECT CAST(20240522123130527271 AS DOUBLE) AS `int_conversion`, CAST('20240522123130527271' AS DOUBLE) AS `str_conversion`;
+-----------------------+-----------------------+
| int_conversion        | str_conversion        |
+-----------------------+-----------------------+
| 2.0240522123130528e19 | 2.0240522123130528e19 |
+-----------------------+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)

我们来观察一下这个结果。通过和原始字段对比发现，转换成双精度的浮点数以后，丢失了三位的精度，如果把浮点数再次转换成原来的数字格式的话，就变成了 20240522123130528000 ，其中右起第四位的 8 是一个「近似值」。

我们可以运行以下的 SQL 验证一下：

SELECT 
    CAST(20240522123130520000 AS DOUBLE)  AS `c0`,
    CAST(20240522123130521000 AS DOUBLE)  AS `c1`,
    CAST(20240522123130522000 AS DOUBLE)  AS `c2`,
    CAST(20240522123130523000 AS DOUBLE)  AS `c3`,
    CAST(20240522123130524000 AS DOUBLE)  AS `c4`,
    CAST(20240522123130525000 AS DOUBLE)  AS `c5`,
    CAST(20240522123130526000 AS DOUBLE)  AS `c6`,
    CAST(20240522123130527000 AS DOUBLE)  AS `c7`,
    CAST(20240522123130528000 AS DOUBLE)  AS `c8`,
    CAST(20240522123130529000 AS DOUBLE)  AS `c9`

结果如下：

转换前数据	转换后数据
20240522123130520000	2.024052212313052e19
20240522123130521000	2.024052212313052e19
20240522123130522000	2.0240522123130524e19
20240522123130523000	2.0240522123130524e19
20240522123130524000	2.0240522123130524e19
20240522123130525000	2.0240522123130528e19
20240522123130526000	2.0240522123130528e19
20240522123130527000	2.0240522123130528e19
20240522123130528000	2.0240522123130528e19
20240522123130529000	2.0240522123130528e19

开始我以为右起第四位的取值是向上取整得到，但经过测试发现，实际并非通过四舍五入或者上下取整的方式得到的，这里用的应该是其他的转换规则。

通过测试，我们发现：数字 20240522123130520000 和 20240522123130521000 转换后的浮点值是一样的，这是不是意味着，当表中存在这两条数据时，执行以下的 SQL 查询出来的也是两条数据呢？

mysql> SELECT CAST(`str_col` AS DOUBLE),`str_col` FROM `my_table` WHERE `str_col` = 20240522123130520000;
+---------------------------+----------------------+
| CAST(`str_col` AS DOUBLE) | str_col              |
+---------------------------+----------------------+
|      2.024052212313052e19 | 20240522123130520000 |
|      2.024052212313052e19 | 20240522123130521000 |
+---------------------------+----------------------+
2 rows in set (0.07 sec)

结果和我们预想的一样！

至此，BUG 产生的原因我们已经基本知道了。接下来就是另一个比较有意思的问题了：「为何这个 BUG 跑了两年才暴露出来呢？」

我们系统的订单编号生成规则比较简单，一共由 20 位组成，前 14 位是由 date('YmdHis') 生成，后 6 位是算法生成的随机数字。

经过测试发现，不同 date('YmdHis') 生成的订单号，转换成的双精度浮点数肯定不同。那我们再来做一组测试：

「同一秒内生成的两个订单号，转换成双精度浮点数以后，相同的可能性有多大？」

我的测试思路如下：

生成 20240522123130000000 到 20240522123130999999 的样本数据，共 1,000,000 个。
计算每个样本转换成双精度浮点数以后的数值。
统计每个双精度浮点数出现的次数。
计算随机生成的两个单号，转换成双精度浮点数后，结果相同的概率。

第 1 、2、3 步生成的结果如下（只取部分数据展示）：

转换成的双精度浮点数	出现的次数
2.024052212313e18	65
2.0240522123131e18	95
2.0240522123130002e18	255
2.0240522123130007e18	255
2.0240522123130012e18	255
…	…

这里共有 612 种不同的转换结果。

第 4 步是一个经典的概率问题。举一个简单的场景：

同时抛出两枚硬币，问两枚硬币同为正面或者同为反面的概率有多大？

我们可以列出所有可能出现的情况：

第一枚硬币	第二枚硬币
正面	正面
正面	反面
反面	正面
反面	反面

不难看出，同为正面或者同为反面的概率为 1 / 2 。

如果通过概率计算的方式，就是：P = P_{同为正面的概率} + P_{同为反面的概率} = 1 / 4 + 1 / 4 = 1 / 2 。

如果理解了这个场景，上面那个概率问题也就不难理解了。结果就是：

P = P₁ + P₂ + … + P_N = C 65_100,000 × C 65_100,000 + C 95_100,000 × C 95_100,000 + C 255_100,000 × C 255_100,000 … + C n_100,000 × C n_100,000 ≈ 37 %

由此可见，同一秒内生成的两个单号，「撞库」的概率还不小。

至于这个 BUG 为什么跑了两年才被发现，我想可能因为系统的并发量还没达到，所以一切看似「正常运行」。

如果字段是 INT 类型，查询条件是字符串类型，那是不是也有这样的问题呢？

mysql> SELECT
    CAST( '18446744073709551615' AS DOUBLE ) AS `c1`,
    CAST( '18446744073709551614' AS DOUBLE ) AS `c2`;
+-----------------------+-----------------------+
| c1                    | c2                    |
+-----------------------+-----------------------+
| 1.8446744073709552e19 | 1.8446744073709552e19 |
+-----------------------+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)

通过测试，发现 18446744073709551615 和 18446744073709551614 转换成双精度的浮点数都是一样的值，那么如果执行以下 SQL 的话，理论上，查询到的结果也应该是两条：

mysql> SELECT * FROM `my_table`;
+----------------------+----------------------+
| str_col              | int_col              |
+----------------------+----------------------+
| 20240522123130527271 | 18446744073709551615 |
| 20240522123130520000 | 18446744073709551614 |
| 20240522123130521000 |                    0 |
+----------------------+----------------------+
3 rows in set (0.01 sec)
mysql> SELECT * FROM `my_table` WHERE `int_col` = '18446744073709551615';
+----------------------+----------------------+
| str_col              | int_col              |
+----------------------+----------------------+
| 20240522123130527271 | 18446744073709551615 |
+----------------------+----------------------+
1 row in set (0.03 sec)

呃，结果和我们预期的居然不同！！！

18446744073709551615 是 64 位的无符号 INT 型能够存储的最大的值。我们使用一条超过临界值的数据进行测试：

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM `my_table` WHERE `int_col` = '18446744073709551616';
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra            |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+------------------+
|  1 | SIMPLE      | NULL  | NULL       | NULL | NULL          | NULL | NULL    | NULL | NULL | NULL     | Impossible WHERE |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+------------------+
1 row in set (0.06 sec)
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM `my_table` WHERE `int_col` = 18446744073709551616;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra            |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+------------------+
|  1 | SIMPLE      | NULL  | NULL       | NULL | NULL          | NULL | NULL    | NULL | NULL | NULL     | Impossible WHERE |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+------------------+
1 row in set (0.04 sec)

通过 EXPLAIN 命令测试发现，出现了一个 Impossible WHERE 的告警提示（因为18446744073709551616已经越界）。

再用 EXPLAIN 查看正常的两条数据：

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM `my_table` WHERE `int_col` = '18446744073709551615';
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-----------------------+
| id | select_type | table    | partitions | type | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | filtered | Extra                 |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-----------------------+
|  1 | SIMPLE      | my_table | NULL       | ref  | int_col       | int_col | 8       | const |    1 |   100.00 | Using index condition |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM `my_table` WHERE `int_col` = 18446744073709551615;
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+
| id | select_type | table    | partitions | type | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | my_table | NULL       | ref  | int_col       | int_col | 8       | const |    1 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

发现都正常使用了 int_col 索引（如果是字符串列，通过数字参数查询，是不会使用索引的，后面会讲），这也是个奇怪的问题。

当执行以下 SQL 时，又有了新发现：

mysql> SELECT * FROM `my_table` WHERE `int_col` = 'a18446744073709551615';
+----------------------+---------+
| str_col              | int_col |
+----------------------+---------+
| 20240522123130521000 |       0 |
+----------------------+---------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql> SELECT * FROM `my_table` WHERE `int_col` = '18446744073709551615a';
+----------------------+----------------------+
| str_col              | int_col              |
+----------------------+----------------------+
| 20240522123130527271 | 18446744073709551615 |
+----------------------+----------------------+
1 row in set (0.00 sec)

查看索引使用情况，发现依然使用了索引：

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM `my_table` WHERE `int_col` = '18446744073709551615a';
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-----------------------+
| id | select_type | table    | partitions | type | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | filtered | Extra                 |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-----------------------+
|  1 | SIMPLE      | my_table | NULL       | ref  | int_col       | int_col | 8       | const |    1 |   100.00 | Using index condition |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-----------------------+
1 row in set (0.03 sec)

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM `my_table` WHERE `int_col` = 'a18446744073709551615';
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-----------------------+
| id | select_type | table    | partitions | type | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | filtered | Extra                 |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-----------------------+
|  1 | SIMPLE      | my_table | NULL       | ref  | int_col       | int_col | 8       | const |    1 |   100.00 | Using index condition |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-----------------------+
1 row in set (0.01 sec)

大胆猜测一下：在进行比较之前，字符串型参数先转换成整数值，然后再和整型列进行比较。这样才能解释通使用索引和查询结果的问题。

不过，这仅仅是我的猜测，具体原因还需要查看更多资料来解决。后续有了答案会详细展开讨论，有了解的小伙伴也可以评论区进行讨论。

最后再来看一下索引问题。

执行以下 SQL ：

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM `my_table` WHERE `str_col` = 20240522123130527271;
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table    | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | my_table | NULL       | ALL  | str_col       | NULL | NULL    | NULL |    3 |    33.33 | Using where |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set (0.01 sec)
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM `my_table` WHERE `str_col` = '20240522123130527271';
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+
| id | select_type | table    | partitions | type | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | my_table | NULL       | ref  | str_col       | str_col | 202     | const |    1 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+----------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

通过执行 SQL 发现，当数据列是字符串类型，而查询参数是数字型时，并不会使用索引。

这让我想到以前的一件事情：同事在客户端执行 SQL 查询时，查询列是字符串类型，但是查询条件参数总是习惯性不加引号，实际和现在讨论的情况是一样的。

总结

一个跑了两年的 BUG ，终于被扒了个底朝天。

主要原因在于触发了 MySQL 的隐式转换规则，这会导致一些不可预期的情况：

查询出与预期不一致的数据。
索引失效。

所以，无论是代码中，还是使用客户端进行查询时，都要规范使用 SQL 。虽然你可能一直没有遇到问题，但不定哪一天，这个锅可能就会降到你的头上。

在写这篇文章的时候，莫名其妙想到了下面这张图，突然感觉好形象。

论坛上传图片功能也出 BUG 了～～～～

误删了一大段代码后，发现程序还可以正常运行，这时候我们一定不要动它。

感谢大家的持续关注～

mysql 定时任务

本作品采用《CC 协议》，转载必须注明作者和本文链接

你应该了解真相，真相会让你自由。

本帖由系统于 3周前自动加精

讨论数量: 16

yangweijie

课程读者 51 声望 / 开发工程师 @ 瑞祥科技

说明订单号这种生成不要纯数字拼个字符串就行单数字也查不出来。

3周前评论

快乐的皮拉夫（楼主）

是的，这里容易踩坑。

yyy123456

课程读者 332 声望

使用 laravel 的 orm 应该不会碰到这种情况，另外，订单号怎么着也应该是字符串字段，不应该是整型字段。

是的，ORM 会自动判断并加上引号。订单号都是字符串字段，这里是为了做实验，故意设置的参照字段。

weize

@快乐的皮拉夫我这边也出现这种问题了，但是我在文档里没找到laravel orm对这种字段格式的处理

大孟

3 声望

很实用，遇到过这种问题。

哈哈，姗姗来迟～

陈先生

课程读者 645 声望 / PHP_EOL @ NaN

:sweat_smile: 让我好奇的不是这个bug，而不是为什么要这么写。 DB 提供了完整的链式调用和条件查询操作，这段代码完全是舍近求远的操作。我的评价是：bug 的本质不是文中所说的bug，而是这段代码。

怎么说呢，这就好比郭靖学武功一样，如果按倒序来的话，先学会了降龙十八掌，可能就看不上江南七怪教的那些杂牌武功了。不过这也不能否定那些杂牌武功的作用，毕竟人家江南七怪也是靠着这些功夫行走了一辈子江湖呢。其实，真实的情况是，我只选取了出问题的一句 SQL，实际上这是一个非常复杂的 SQL，估计也是因为太过复杂，所以才会使用这种方式的。

徵羽宫

课程读者 298 声望

一眼看到了引号的问题，后面是不是不用看了。

不能错过任何进步的机会呀，哈哈～

不愧是大佬，一眼发现问题

随波逐流

课程读者 169 声望 / 南波万 @ 峨眉山类人猿洞

同时也反应出，订单数据量不大，查询效率影响不高。

要不单单从数据类型导致索引失效的问题引发查询时间过长，客服没有骂娘就不错了。

是的，都是隐藏的坑。

lairdutemps

9 声望

字符串被强行转int了，坑

天天跟扫雷一样，刺激。

讨论应以学习和精进为目的。请勿发布不友善或者负能量的内容，与人为善，比聪明更重要！

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