SimpleDateFormat在多線程環(huán)境下存在線程安全問題。
1 SimpleDateFormat.parse() 方法的線程安全問題
1.1 錯(cuò)誤示例
錯(cuò)誤使用SimpleDateFormat.parse()的代碼如下:
import java.text.SimpleDateFormat;public class SimpleDateFormatTest { private static final SimpleDateFormat SIMPLE_DATE_FORMAT = new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”); public static void main(String[] args) { /** * SimpleDateFormat線程不安全，沒有保證線程安全(沒有加鎖)的情況下，禁止使用全局SimpleDateFormat,否則報(bào)錯(cuò) NumberFormatException * * private static final SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”); */ for (int i = 0; i { try { // 錯(cuò)誤寫法會(huì)導(dǎo)致線程安全問題 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “–” + SIMPLE_DATE_FORMAT.parse(“2020-06-01 11:35:00”)); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }, “Thread-” + i); thread.start(); } }}
報(bào)錯(cuò)：
1.2 非線程安全原因分析
查看源碼中可以看到：SimpleDateFormat繼承DateFormat類，SimpleDateFormat轉(zhuǎn)換日期是通過繼承自DateFormat類的Calendar對(duì)象來操作的，Calendar對(duì)象會(huì)被用來進(jìn)行日期-時(shí)間計(jì)算，既被用于format方法也被用于parse方法。
SimpleDateFormat 的 parse(String source) 方法 會(huì)調(diào)用繼承自父類的 DateFormat 的 parse(String source) 方法
DateFormat 的 parse(String source) 方法會(huì)調(diào)用SimpleDateFormat中重寫的 parse(String text, ParsePosition pos) 方法，該方法中有個(gè)地方需要關(guān)注
SimpleDateFormat 中重寫的 parse(String text, ParsePosition pos) 方法中調(diào)用了 establish(calendar) 這個(gè)方法：
該方法中調(diào)用了 Calendar 的 clear() 方法
可以發(fā)現(xiàn)整個(gè)過程中Calendar對(duì)象它并不是線程安全的，如果，a線程將calendar清空了，calendar 就沒有新值了，恰好此時(shí)b線程剛好進(jìn)入到parse方法用到了calendar對(duì)象，那就會(huì)產(chǎn)生線程安全問題了！
正常情況下：
非線程安全的流程：
1.3 解決方法
方法1：每個(gè)線程都new一個(gè)SimpleDateFormat
import java.text.SimpleDateFormat;public class SimpleDateFormatTest { public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i { try { // 每個(gè)線程都new一個(gè) SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “–” + simpleDateFormat.parse(“2020-06-01 11:35:00”)); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }, “Thread-” + i); thread.start(); } }}
方式2：synchronized等方式加鎖
public class SimpleDateFormatTest { private static final SimpleDateFormat SIMPLE_DATE_FORMAT = new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”); public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i { try { synchronized (SIMPLE_DATE_FORMAT) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “–” + SIMPLE_DATE_FORMAT.parse(“2020-06-01 11:35:00”)); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }, “Thread-” + i); thread.start(); } }}
方式3：使用ThreadLocal 為每個(gè)線程創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立變量
import java.text.DateFormat;import java.text.SimpleDateFormat;public class SimpleDateFormatTest { private static final ThreadLocal SAFE_SIMPLE_DATE_FORMAT = ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”)); public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “–” + SAFE_SIMPLE_DATE_FORMAT.get().parse(“2020-06-01 11:35:00”)); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }, “Thread-” + i); thread.start(); } }}
ThreadLocal的詳細(xì)使用細(xì)節(jié)見：
https://blog.csdn.net/QiuHaoqian/article/details/117077792
2 SimpleDateFormat.format() 方法的線程安全問題
2.1 錯(cuò)誤示例
import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Date;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class SimpleDateFormatTest { // 時(shí)間格式化對(duì)象 private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat(“mm:ss”); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 創(chuàng)建線程池執(zhí)行任務(wù) ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor( 10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue(1000)); for (int i = 0; i < 1000; i++) { int finalI = i; // 執(zhí)行任務(wù) threadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { Date date = new Date(finalI * 1000); // 得到時(shí)間對(duì)象 formatAndPrint(date); // 執(zhí)行時(shí)間格式化 } }); } threadPool.shutdown(); // 線程池執(zhí)行完任務(wù)之后關(guān)閉 } /** * 格式化并打印時(shí)間 */ private static void formatAndPrint(Date date) { String result = simpleDateFormat.format(date); // 執(zhí)行格式化 System.out.println("時(shí)間：" + result); // 打印最終結(jié)果 }}
從上述結(jié)果可以看出，程序的打印結(jié)果竟然是有重復(fù)內(nèi)容的，正確的情況應(yīng)該是沒有重復(fù)的時(shí)間才對(duì)。
2.2 非線程安全原因分析
為了找到問題所在，查看原因 SimpleDateFormat 中 format 方法的源碼來排查一下問題，format 源碼如下：
從上述源碼可以看出，在執(zhí)行任務(wù) SimpleDateFormat.format() 方法時(shí)，會(huì)使用 calendar.setTime() 方法將輸入的時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，那么我們想象一下這樣的場(chǎng)景：
- 線程 1 執(zhí)行了 calendar.setTime(date) 方法，將用戶輸入的時(shí)間轉(zhuǎn)換成了后面格式化時(shí)所需要的時(shí)間；
- 線程 1 暫停執(zhí)行，線程 2 得到 CPU 時(shí)間片開始執(zhí)行；
- 線程 2 執(zhí)行了 calendar.setTime(date) 方法，對(duì)時(shí)間進(jìn)行了修改；
- 線程 2 暫停執(zhí)行，線程 1 得出 CPU 時(shí)間的繼續(xù)執(zhí)行，因?yàn)榫€程 1 和線程 2 使用的是同一對(duì)象，而時(shí)間已經(jīng)被線程 2 修改了，所以此時(shí)當(dāng)前線程 1 繼續(xù)執(zhí)行的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)線程安全的問題了。
正常的情況下，程序的執(zhí)行是這樣的：
非線程安全的執(zhí)行流程是這樣的：
2.3 解決方法
同樣有三種解決方法
方法1：每個(gè)線程都new一個(gè)SimpleDateFormat
public class SimpleDateFormatTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 創(chuàng)建線程池執(zhí)行任務(wù) ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor( 10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue(1000)); for (int i = 0; i < 1000; i++) { int finalI = i; // 執(zhí)行任務(wù) threadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { // 得到時(shí)間對(duì)象 Date date = new Date(finalI * 1000); // 執(zhí)行時(shí)間格式化 formatAndPrint(date); } }); } // 線程池執(zhí)行完任務(wù)之后關(guān)閉 threadPool.shutdown(); } /** * 格式化并打印時(shí)間 */ private static void formatAndPrint(Date date) { String result = new SimpleDateFormat("mm:ss").format(date); // 執(zhí)行格式化 System.out.println("時(shí)間：" + result); // 打印最終結(jié)果 }}
方式2：synchronized等方式加鎖
所有的線程必須排隊(duì)執(zhí)行某些業(yè)務(wù)才行，這樣無形中就降低了程序的運(yùn)行效率了
public class SimpleDateFormatTest { // 時(shí)間格式化對(duì)象 private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat(“mm:ss”); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 創(chuàng)建線程池執(zhí)行任務(wù) ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor( 10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue(1000)); for (int i = 0; i < 1000; i++) { int finalI = i; // 執(zhí)行任務(wù) threadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { Date date = new Date(finalI * 1000); // 得到時(shí)間對(duì)象 formatAndPrint(date); // 執(zhí)行時(shí)間格式化 } }); } // 線程池執(zhí)行完任務(wù)之后關(guān)閉 threadPool.shutdown(); } /** * 格式化并打印時(shí)間 */ private static void formatAndPrint(Date date) { // 執(zhí)行格式化 String result = null; // 加鎖 synchronized (SimpleDateFormatTest.class) { result = simpleDateFormat.format(date); } // 打印最終結(jié)果 System.out.println("時(shí)間：" + result); }}
方式3：使用ThreadLocal 為每個(gè)線程創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立變量
public class SimpleDateFormatTest { // 創(chuàng)建 ThreadLocal 并設(shè)置默認(rèn)值 private static ThreadLocal dateFormatThreadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat(“mm:ss”)); public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建線程池執(zhí)行任務(wù) ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue(1000)); // 執(zhí)行任務(wù) for (int i = 0; i { Date date = new Date(finalI * 1000); // 得到時(shí)間對(duì)象 formatAndPrint(date); // 執(zhí)行時(shí)間格式化 }); } threadPool.shutdown(); // 線程池執(zhí)行完任務(wù)之后關(guān)閉 } /** * 格式化并打印時(shí)間 */ private static void formatAndPrint(Date date) { String result = dateFormatThreadLocal.get().format(date); // 執(zhí)行格式化 System.out.println(“時(shí)間：” + result); // 打印最終結(jié)果 }}
文章來源：blog.csdn.net/QiuHaoqian/article/details/116594422
