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SimpleDateFormat 的线程安全问题与 Thread

SimpleDateFormat 的线程安全问题与 Thread

作者: 红烧排骨饭 | 来源:发表于2016-12-30 16:14 被阅读0次

    查看 SimpleDateFormat 的文档注释

    SimpleDateFormat is not thread-safe. Users should create a separate instance for each thread.

    SimpleDateFormat 不是线程安全的,需要为每一个线程创建一个单独的实例来用。为什么是线程不安全的?写个例子试试就知道。

    下面这个例子,创建了一个 SimpleDateFormat 实例,然后格式化同一个时间,如果格式化出来的结果不一致的或者抛出了异常,就证明 SimpleDateFormat 确实是线程不安全的。

    public class SimpleDateFormatTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            String dateTime = "2016-12-30 15:35:34";
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        for (int i = 0; i < 5; i++) {
                            try {
                                System.out.println(
                                        Thread.currentThread().getName() + "\t" + dateFormat.parse(dateTime));
                            } catch (ParseException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        }
                    }
                }).start();
            }
        }
    }
    

    下面是打印结果。可以发现,不光是抛出了异常,而且打印出来的结果存在不一致的现象。看来,SimpleDateFormat 果然是线程不安全的。

    Exception in thread "Thread-2" Exception in thread "Thread-0" java.lang.NumberFormatException: For input string: ""
        at java.lang.NumberFormatException.forInputString(Unknown Source)
        at java.lang.Long.parseLong(Unknown Source)
        at java.lang.Long.parseLong(Unknown Source)
        at java.text.DigitList.getLong(Unknown Source)
        at java.text.DecimalFormat.parse(Unknown Source)
        at java.text.SimpleDateFormat.subParse(Unknown Source)
        at java.text.SimpleDateFormat.parse(Unknown Source)
        at java.text.DateFormat.parse(Unknown Source)
        at com.owen.encrypt.SimpleDateFormatTest$1.run(SimpleDateFormatTest.java:18)
        at java.lang.Thread.run(Unknown Source)
    Exception in thread "Thread-1" java.lang.NumberFormatException: multiple points
        at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(Unknown Source)
        at sun.misc.FloatingDecimal.parseDouble(Unknown Source)
        at java.lang.Double.parseDouble(Unknown Source)
        at java.text.DigitList.getDouble(Unknown Source)
        at java.text.DecimalFormat.parse(Unknown Source)
        at java.text.SimpleDateFormat.subParse(Unknown Source)
        at java.text.SimpleDateFormat.parse(Unknown Source)
        at java.text.DateFormat.parse(Unknown Source)
        at com.owen.encrypt.SimpleDateFormatTest$1.run(SimpleDateFormatTest.java:18)
        at java.lang.Thread.run(Unknown Source)
    java.lang.NumberFormatException: multiple points
        at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(Unknown Source)
        at sun.misc.FloatingDecimal.parseDouble(Unknown Source)
        at java.lang.Double.parseDouble(Unknown Source)
        at java.text.DigitList.getDouble(Unknown Source)
        at java.text.DecimalFormat.parse(Unknown Source)
        at java.text.SimpleDateFormat.subParse(Unknown Source)
        at java.text.SimpleDateFormat.parse(Unknown Source)
        at java.text.DateFormat.parse(Unknown Source)
        at com.owen.encrypt.SimpleDateFormatTest$1.run(SimpleDateFormatTest.java:18)
        at java.lang.Thread.run(Unknown Source)
    Thread-3    Tue Dec 30 15:35:34 CST 4
    Thread-3    Fri Dec 30 15:35:34 CST 2016
    Thread-3    Fri Dec 30 15:35:34 CST 2016
    Thread-3    Fri Dec 30 15:35:34 CST 2016
    Thread-3    Fri Dec 30 15:35:34 CST 2016
    Thread-4    Fri Dec 30 15:35:34 CST 42016
    Thread-4    Fri Dec 30 15:35:34 CST 2016
    Thread-4    Fri Dec 30 15:35:34 CST 2016
    Thread-4    Fri Dec 30 15:35:34 CST 2016
    Thread-4    Fri Dec 30 15:35:34 CST 2016
    

    什么原因造成 SimpleDateFormat 是线程不安全的?

    看一下 SimpleDateFormat 的源码。在 SimpleDateFormat 的父类 DateFormat 中可以看到一个成员变量

    /**
     * The {@link Calendar} instance used for calculating the date-time fields
     * and the instant of time. This field is used for both formatting and
     * parsing.
     *
     * <p>Subclasses should initialize this field to a {@link Calendar}
     * appropriate for the {@link Locale} associated with this
     * <code>DateFormat</code>.
     * @serial
     */
    protected Calendar calendar;
    

    注释说了,calendar 是用在 format 和 parse 时用的。另外,因为 calendar 作为一个成员变量,在多线程场景下,会发生资源共享造成前后不一致的问题。这就是 SimpleDateFormat 是线程不安全的原因。

    如何避免

    方法的局部变量

    有两种方法,写一个单独的方法,然后将 SimpleDateFormat 作为方法的成员变量,每个线程需要格式化时间的时候,就去调用这个方法,SimpleDateFormat 作为方法的成员变量,自然就不存在资源共享的问题了。

    public static String getCurrentTime(String format) {
        Date date = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat(format, Locale.getDefault());
        return simpleDateFormat.format(date);
    }
    

    但是每次调用这个方法就去 new 一个 SimpleDateFormat 对性能来说也是一个开销。

    使用 ThreadLocal

    第二种方法是使用 ThreadLocal 来存放 SimpleDateFormatThreadLocal 的特性决定了每个线程操作 ThreadLocal 中的值,不会影响到别的线程

    /**
     * 时间工具类
     */
    public class TimeUtil {
    
        public static final String YEAR_MONTH_DAY_SECOND = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
        public static final String YEAR_MONTH_DAY_SECOND2 = "yyyy/MM/dd HH:mm:ss";
        public static final String YEAR_MONTH_DAY_SECOND3 = "yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒";
        public static final String YEAR_MONTH_DAY = "yyyy-MM-dd";
        public static final String YEAR_MONTH_DAY2 = "yyyy年MM月dd日";
    
        /**
         * 采用 ThreadLocal 避免 SimpleDateFormat 非线程安全的问题
         * <p>
         * Key —— 时间格式
         * Value —— 解析特定时间格式的 SimpleDateFormat
         */
        private static ThreadLocal<Map<String, SimpleDateFormat>> sThreadLocal = new ThreadLocal<>();
    
        /**
         * 获取解析特定时间格式的 SimpleDateFormat
         *
         * @param pattern 时间格式
         */
        private static SimpleDateFormat getDateFormat(String pattern) {
            Map<String, SimpleDateFormat> strDateFormatMap = sThreadLocal.get();
    
            if (strDateFormatMap == null) {
                strDateFormatMap = new HashMap<>();
            }
    
            SimpleDateFormat simpleDateFormat = strDateFormatMap.get(pattern);
            if (simpleDateFormat == null) {
                simpleDateFormat = new SimpleDateFormat(pattern, Locale.getDefault());
                strDateFormatMap.put(pattern, simpleDateFormat);
                sThreadLocal.put(strDateFormatMap);
            }
    
            return simpleDateFormat;
        }
    
        /**
         * 时间格式化
         *
         * @param date:要格式化的时间
         * @param pattern:要格式化的类型
         */
        public static String formatDate(Date date, String pattern) {
            if (date == null || pattern == null) {
                return null;
            }
    
            return getDateFormat(pattern).format(date);
        }
    }
    

    参考来源

    http://blog.jrwang.me/2016/java-simpledateformat-multithread-threadlocal/

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