前言
最近一直在修复代码安全方面的问题，之前已经写了两篇文章分享给大家了。
其实我还遇到过一个正则表达式回溯问题。
有时候我们在日常工作中，喜欢用正在表达式查找指定字符串，或者替换指定字符串，比写一堆Java代码，更方便和快捷。
但我想说的是，如果正则表达式写的不好，程序在匹配指定字符串时，如果产生了大量的回溯，导致程序性能会非常差。
1 案发现场
最近我用sonar扫描代码仓库中的代码问题时，发现了一个非常有意思的问题。
当时sonar指出这正则表达式有问题：
\\d+\\.+\\d+还有这段代码也有问题：
public String getValue(String value) {
if(value.contains(".")) {
return value.replaceAll("0+?$","").replaceAll("[.]$","");
}
}第一个正则表达式是为了从字符串中获取数字，比如：123.5m，获取后的值为123.5。
第二个和第三个正则表达式，是为了将字符串中.0去掉，比如：12.001.0，变成121。
这三个正在表达式，从功能的角度来说是没有问题的，能够正常匹配字符串。
但sonar在扫描这几个正则表达式之后，却出现了正则表达式回溯问题的提示，这种正则表达式写的不好，非常影响性能。
那么，什么是正则表达式回溯问题呢？
2 什么是回溯问题？
2.1 什么是回溯问题？
比如有字符串“abbc”，正则表达式为/ab{1,3}c/，因为默认是贪婪模式。
所以会尽量匹配多一点内容，也就是想尽量匹配多个b，于是步骤就是如下：
- a -> a
- ab -> ab
- abb -> abb
- abbb -> abbc
- abb -> abb
- abbc -> abbc
如上，第4步因为想要尽可能的匹配多一点内容，所以想要匹配3个b，但是没匹配上，匹配到了c，于是就回溯。
然后匹配下一个正则表达式，也就是c，然后c与c匹配，成功返回。
这就是正则表达式的回溯问题，当需要匹配的是一个超长字符串，并且发生了回溯问题，那其计算量能够想象有多大了吧。
2.2 如何解决回溯问题呢？
2.2.1 使用懒惰模式
由于是因为贪婪模式导致的，那只要把贪婪模式改为懒惰模式即可，只要后面加个?就行，改为/ab{1,3}?c/。
但是懒惰模式也无法完全回溯问题，比如：字符串“abbc”，正则表达式/ab{1,3}?c/，则步骤如下：
- a -> a
- ab -> ab
- abc -> abb
- ab -> ab
- abb -> abb
- abbc -> abbc 如上，第3步因为想要尽可能少匹配一点内容，于是就只匹配一个b，但没匹配上，于是就回溯，
与贪婪模式相反，贪婪模式是字符串回溯，而懒惰模式是正则表达式回溯。
2.2.2 使用独占模式
使用独占模式，只要后面加个+就行，改为/ab{1,3}+c/。
因为独占模式是只要不匹配就结束，不会进行回溯，但是也不能完全解决回溯问题，因为其也是会尽可能的匹配多一点内容，所以也会导致回溯问题。
总的来说，懒惰模式和独占模式都是只能减少回溯问题，但是不能完全避免回溯问题。
可优化方案：
- 少用贪婪模式，多用独占模式。
- 减少分支选择，比如(X|Y|Z)这种分支选择，如要只用分支，可以将常用的选项放在前面，可以提取公共因子，比如(aabb|aacc|aadd)可以换成aa(bb|cc|dd)，可以用三次匹配来代替(X|Y|Z)。
- 减少捕获嵌套，就是一个()代表一个捕获组，比如/a(bc)de(fgh)ijk(lmn)/，然后\1代表(bc)，\2代表(fgh)，\3代表(lmn)， 非捕获组就是(?:X)，比如/a(?:bc)de(fgh)ijk(?:lmn)/，则\1代表(fgh)，或者直接不用括号/abcde(fgh)ijklmn/；
- 能不用正则表达式就不用正则表达式。
3 如何优化代码？
知道正则表达式回溯问题，会非常影响正则表达式匹配字符串的性能。
那么，如何优化上面的代码呢？
将正则表达式：\d+\.+\d+，改成\d+\.?\d*+。
然后将将字符串中.0的逻辑，改成不用正则表达式匹配。
其实在Java中已经提供了实现这类功能的方法，我们可以使用BigDeciaml类。
代码优化如下：
public String getValue(String value) {
if(value.contains(".")) {
return new BigDeciaml(value).strpTrailingZeros().toPlainString();
}
}使用了BigDeciaml类的strpTrailingZeros和toPlainString方法。
这两个方法的底层不是用正则表达处理的。
最后给大家推荐一个非常有用的网站，上面列举了我们日常工作中经常会用到正则表达式，可以直接测试和使用： https://c.runoob.com/front-end/854/
希望对你会有所帮助。
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