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正则表达式变得疯狂：java.util.regex.Pattern匹配器进入了高CPU循环

施阎宝
2023-03-14
问题内容：

我们在使用Pattern进行正则表达式验证时遇到问题。这些都没有发生在我们的代码中，整个事情都在Spring
Framework和Hibernate的验证中发生。

（Spring 3.2.1，Spring 3.1.1，Hibernate Validation 4.2.0）

该调用尝试使用@Valid注释验证Spring Framework @ModelAttribute注释：

@RequestMapping("/foo/bar")
public String doFooBar(@Valid @ModelAttribute("fooBarForm") FooBar form)

经过验证的FooBar对象上的字段具有@Pattern注释，如下所示：

public class FooBar implements Serializable{
    @Length(min=0,max=22) @Pattern(regexp=ValidPattern.MYVALIDPATTERN)
    private String myField;

FooBar类还包含其他具有自定义验证的自定义对象。

ValidPattern.MYVALIDPATTERN中的验证模式如下所示：

^([\w\-,:'"\.\?+_#~!@#$&*() /]*|(?:<sup>&trade;</sup>)*|(?:<sup>&reg;</sup>)*|(?:<sup>&copy;</sup>)*)*$

调用此验证时，它可以在99.99％的时间内正常工作。但是每天至少有一次，线程会以某种方式“耗尽”整个服务器，而我们必须手动将其杀死（否则最终会导致堆栈溢出）。

当我们杀死线程时，我们发现线程已经卡在这个Pattern类中，一遍又一遍地做一些事情（下面的堆栈跟踪）。关于如何解决（甚至陷阱）这个问题的任何想法？

[Top of stack]

java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
java.util.regex.Pattern$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
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java.util.regex.Pattern$Curly.match0(Pattern.java:3777)
java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
java.util.regex.Pattern$Branch.match(Pattern.java:4131)
java.util.regex.Pattern$GroupHead.match(Pattern.java:4185)
java.util.regex.Pattern$Loop.match(Pattern.java:4312)
java.util.regex.Pattern$GroupTail.match(Pattern.java:4244)
java.util.regex.Pattern$BranchConn.match(Pattern.java:4095)
java.util.regex.Pattern$Curly.match0(Pattern.java:3799)
java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
java.util.regex.Pattern$Branch.match(Pattern.java:4131)
java.util.regex.Pattern$GroupHead.match(Pattern.java:4185)
java.util.regex.Pattern$Loop.match(Pattern.java:4312)
java.util.regex.Pattern$GroupTail.match(Pattern.java:4244)
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java.util.regex.Pattern$Curly.match0(Pattern.java:3799)
java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
java.util.regex.Pattern$Branch.match(Pattern.java:4131)
java.util.regex.Pattern$GroupHead.match(Pattern.java:4185)
java.util.regex.Pattern$Loop.match(Pattern.java:4312)
java.util.regex.Pattern$GroupTail.match(Pattern.java:4244)
java.util.regex.Pattern$BranchConn.match(Pattern.java:4095)
java.util.regex.Pattern$Curly.match0(Pattern.java:3799)
java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
java.util.regex.Pattern$Branch.match(Pattern.java:4131)
java.util.regex.Pattern$GroupHead.match(Pattern.java:4185)
java.util.regex.Pattern$Loop.match(Pattern.java:4312)
java.util.regex.Pattern$GroupTail.match(Pattern.java:4244)
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java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
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java.util.regex.Pattern$GroupTail.match(Pattern.java:4244)
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java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
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java.util.regex.Pattern$GroupTail.match(Pattern.java:4244)
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java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
java.util.regex.Pattern$Branch.match(Pattern.java:4131)
java.util.regex.Pattern$GroupHead.match(Pattern.java:4185)
java.util.regex.Pattern$Loop.match(Pattern.java:4312)
java.util.regex.Pattern$GroupTail.match(Pattern.java:4244)
java.util.regex.Pattern$BranchConn.match(Pattern.java:4095)
java.util.regex.Pattern$Curly.match0(Pattern.java:3799)
java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
java.util.regex.Pattern$Branch.match(Pattern.java:4131)
java.util.regex.Pattern$GroupHead.match(Pattern.java:4185)
java.util.regex.Pattern$Loop.match(Pattern.java:4312)
java.util.regex.Pattern$GroupTail.match(Pattern.java:4244)
java.util.regex.Pattern$BranchConn.match(Pattern.java:4095)
java.util.regex.Pattern$Curly.match0(Pattern.java:3799)
java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
java.util.regex.Pattern$Branch.match(Pattern.java:4131)
java.util.regex.Pattern$GroupHead.match(Pattern.java:4185)
java.util.regex.Pattern$Loop.match(Pattern.java:4312)
java.util.regex.Pattern$GroupTail.match(Pattern.java:4244)
java.util.regex.Pattern$BranchConn.match(Pattern.java:4095)
java.util.regex.Pattern$Curly.match0(Pattern.java:3799)
java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
java.util.regex.Pattern$Branch.match(Pattern.java:4131)
java.util.regex.Pattern$GroupHead.match(Pattern.java:4185)
java.util.regex.Pattern$Loop.match(Pattern.java:4312)
java.util.regex.Pattern$GroupTail.match(Pattern.java:4244)
java.util.regex.Pattern$BranchConn.match(Pattern.java:4095)
java.util.regex.Pattern$Curly.match0(Pattern.java:3799)
java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
java.util.regex.Pattern$Branch.match(Pattern.java:4131)
java.util.regex.Pattern$GroupHead.match(Pattern.java:4185)
java.util.regex.Pattern$Loop.match(Pattern.java:4312)
java.util.regex.Pattern$GroupTail.match(Pattern.java:4244)
java.util.regex.Pattern$BranchConn.match(Pattern.java:4095)
java.util.regex.Pattern$Curly.match0(Pattern.java:3799)
java.util.regex.Pattern$Curly.match(Pattern.java:3761)
java.util.regex.Pattern$Branch.match(Pattern.java:4131)
java.util.regex.Pattern$GroupHead.match(Pattern.java:4185)
java.util.regex.Pattern$Loop.matchInit(Pattern.java:4331)
java.util.regex.Pattern$Prolog.match(Pattern.java:4268)
java.util.regex.Pattern$Begin.match(Pattern.java:3137)
java.util.regex.Matcher.match(Matcher.java:1138)
java.util.regex.Matcher.matches(Matcher.java:519)
org.hibernate.validator.constraints.impl.PatternValidator.isValid(PatternValidator.java:52)
org.hibernate.validator.constraints.impl.PatternValidator.isValid(PatternValidator.java:28)
org.hibernate.validator.engine.ConstraintTree.validateSingleConstraint(ConstraintTree.java:278)
org.hibernate.validator.engine.ConstraintTree.validateConstraints(ConstraintTree.java:153)
org.hibernate.validator.engine.ConstraintTree.validateConstraints(ConstraintTree.java:117)
org.hibernate.validator.metadata.MetaConstraint.validateConstraint(MetaConstraint.java:84)
org.hibernate.validator.engine.ValidatorImpl.validateConstraint(ValidatorImpl.java:452)
org.hibernate.validator.engine.ValidatorImpl.validateConstraintsForDefaultGroup(ValidatorImpl.java:397)
org.hibernate.validator.engine.ValidatorImpl.validateConstraintsForCurrentGroup(ValidatorImpl.java:361)
org.hibernate.validator.engine.ValidatorImpl.validateInContext(ValidatorImpl.java:313)
org.hibernate.validator.engine.ValidatorImpl.validateCascadedConstraint(ValidatorImpl.java:613)
org.hibernate.validator.engine.ValidatorImpl.validateCascadedConstraints(ValidatorImpl.java:478)
org.hibernate.validator.engine.ValidatorImpl.validateInContext(ValidatorImpl.java:322)
org.hibernate.validator.engine.ValidatorImpl.validateCascadedConstraint(ValidatorImpl.java:613)
org.hibernate.validator.engine.ValidatorImpl.validateCascadedConstraints(ValidatorImpl.java:478)
org.hibernate.validator.engine.ValidatorImpl.validateInContext(ValidatorImpl.java:322)
org.hibernate.validator.engine.ValidatorImpl.validate(ValidatorImpl.java:139)
org.springframework.validation.beanvalidation.SpringValidatorAdapter.validate(SpringValidatorAdapter.java:102)
org.springframework.validation.DataBinder.validate(DataBinder.java:772)
org.springframework.web.method.annotation.ModelAttributeMethodProcessor.validateIfApplicable(ModelAttributeMethodProcessor.java:159)
org.springframework.web.method.annotation.ModelAttributeMethodProcessor.resolveArgument(ModelAttributeMethodProcessor.java:107)

[Abbreviated for brevity]

问题答案：

注意pobrelkey和David Wallace的答案都是正确的，但是这里有更多解释…

该正则表达式之所以“疯狂”（标题为BTW）是因为它受到灾难性的回溯。它具有经典的/^(A*)*$/形式。请注意，仅当模式与目标字符串不匹配时，才会发生这种失控行为。

考虑到失控模式： ^(A*|B*|C*|D*)*$有几种解决方法：

  • ^(A|B|C|D)*$ -从该组中的四个替代项中删除星号（“零个或多个”量词）。
  • ^(A*+|B*+|C*+|D*+)*$-使每个替代的星号量词都 具有所有格 （即，将每个都更改*为*+）。
  • ^(?>A*|B*|C*|D*)*$-使包含替代物的组 原子化 。

后两个的性能比第一个要快很多，但是所有三个都将解决“ regex wilded”问题。（是的，最好不要使用正则表达式解析HTML。）



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