正则表达式失控:java.util.regex.Pattern匹配器进入高CPU循环

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注意:我看到了这个问题,但是没有人回答它,所以它没有什么帮助。奇怪的是,被标记为“可能重复”的问题已经被删除了(这是我第一次看到这种情况)。
我们在使用Pattern进行正则表达式验证时遇到了问题。这一切都不是发生在我们的代码中,而是发生在Spring框架和Hibernate的验证中。
(Spring 3.2.1、Spring 3.1.1、Hibernate Validation 4.2.0)
此调用尝试使用@Valid注释验证Spring Framework @ModelAttribute注释:
@RequestMapping("/foo/bar")
public String doFooBar(@Valid @ModelAttribute("fooBarForm") FooBar form) 

验证过的FooBar对象上的字段具有如下@Pattern注释:
public class FooBar implements Serializable{
    @Length(min=0,max=22) @Pattern(regexp=ValidPattern.MYVALIDPATTERN)
    private String myField;

FooBar类还包含其他自定义对象,这些对象有它们自己的级联验证。

ValidPattern.MYVALIDPATTERN中的验证模式如下:

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

当调用此验证时,99.99%的情况下它都能正常工作。但每天至少会有一次线程“失控”,以某种方式占用了整个服务器资源,我们不得不手动将其终止(否则它最终会引起堆栈溢出)。

当我们终止该线程时,我们发现该线程一直停留在这个Pattern类中,一遍又一遍地执行某些操作(以下是堆栈跟踪)。有任何修复(或甚至捕获)的想法吗?

[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$6.isSatisfiedBy(Pattern.java:4780)
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java.util.regex.Pattern$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]

1
如果我理解正确,您正在使用正则表达式来验证/解析HTML? - Mitch Wheat
哦,不,@Mitch,你不会链接到那个问题吧? - Dawood ibn Kareem
他来了,他来了... - Mitch Wheat
1
我会阅读这个链接(http://www.regular-expressions.info/catastrophic.html)。你的模式很混乱... - Boris the Spider
@BoristheSpider 我正要贴那个链接。 - Justin
3个回答

9
请注意,pobrelkey和David Wallace的答案都是正确的,但这里需要更详细一些的解释...
这个正则表达式“失控”(很棒的标题)的原因是它受到灾难性回溯的影响。它具有经典的形式:/^(A*)*$/。请注意,只有在该模式不匹配目标字符串时才会出现失控行为。
对于失控模式:^(A*|B*|C*|D*)*$,有几种修复选项:
- ^(A|B|C|D)*$ - 从组中的每个四个选择项中删除星号("零或多个"量化器)。 - ^(A*+|B*+|C*+|D*+)*$ - 使每个选择项的星号量化器成为贪婪型(即将每个*改为*+)。 - ^(?>A*|B*|C*|D*)*$ - 使包含选择项的组变为原子型。
第二个和第三个方法应该比第一个方法快得多,但是所有三个方法都可以解决“正则表达式失控”的问题。(是的,最好不要使用正则表达式解析HTML。)

感谢您提供详细的解释(也感谢所有迅速回答的人。这是一个生产问题,老板们正在加紧处理。) - user1071914

5

请勿编写可能无限次包含零长度子匹配的正则表达式(例如形如(X*)*的内容)。

您的模式已进行修复:

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

4
尝试删除每个子模式后面的星号。这些星号不会影响模式匹配,但它们会导致JVM在寻找匹配项时走入各种路径。

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