1 问题测试代码
public static void main(String[] args) {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
List<Calendar> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
Calendar startDay = new GregorianCalendar();
Calendar checkDay = new GregorianCalendar();
checkDay.setTime(startDay.getTime());//不污染入参
checkDay.add(checkDay.DATE,i);
list.add(checkDay);
checkDay = null;
startDay = null;
}
list.stream().forEach(day -> System.out.println(sdf.format(day.getTime())));
System.out.println("-----------------------");
list.parallelStream().forEach(day -> System.out.println(sdf.format(day.getTime())));
System.out.println("-----------------------");
}
说明:
(1) 使用stream().forEach(),就是单纯的串行遍历循环,和使用for循环得到的效果一样,只是这种方式可以使代码更精简;
(2) 使用parallelStream().forEach(),是并行遍历循环,相当于是使用了多线程处理.这样可以在一定程度上提高执行效率.而程序在运行过程中具体会使用多少个线程进行处理,系统会根据运行服务器的资源占用情况自动进行分配.
2 运行结果
image.png
3 原因排查
网上搜索查询搜索到相关的文章如下:
<<JAVA使用并行流(ParallelStream)时要注意的一些问题>>,
<<java8的ParallelStream踩坑记录>>.
这些文章中描述的问题归根结底都是同一类问题,那就是在使用parallelStream().forEach()时,都操作了线程不安全的对象(ArrayList).
查看ArrayList的源码如下:
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
* @param e element to be appended to this list
* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
通过查看源码可以看到,ArrayList本身底层是通过一个名为elementData的数组实现的,而add()方法上并没有加同步锁,可见在多线程并发情况下存在线程不安全的问题.
这些文章最后的解决方案都是将操作ArrayList转化为一个同步的集合:
Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())
这样并行流操作同一个ArrayList的对象中add()方法时,就都是同步串行操作的了,就不存在线程安全的问题了,也即是解决了文章中反馈的问题.
那么出问题的原因就找到了,那就是在使用parallelStream().forEach()时,都操作了线程不安全的对象.
4 结合自己的问题
上面找到的出问题的原因,就是在parallelStream().forEach()中使用了线程不安全的对象.
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
...
list.parallelStream().forEach(**day** -> System.out.println(sdf.format(day.getTime())));
如上面代码所示,从list中遍历的day和day.getTime()肯定不会有线程安全问题.那么就只剩下SimpleDateFormat实例对象了.下面咱查看SimpleDateFormat对象的format()源码深挖得到如下信息:
public abstract class DateFormat extends Format {
/**
* 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;
...
// Called from Format after creating a FieldDelegate
private StringBuffer format(Date date, StringBuffer toAppendTo,
FieldDelegate delegate) {
// Convert input date to time field list
calendar.setTime(date);
boolean useDateFormatSymbols = useDateFormatSymbols();
for (int i = 0; i < compiledPattern.length; ) {
int tag = compiledPattern[i] >>> 8;
int count = compiledPattern[i++] & 0xff;
if (count == 255) {
count = compiledPattern[i++] << 16;
count |= compiledPattern[i++];
}
switch (tag) {
case TAG_QUOTE_ASCII_CHAR:
toAppendTo.append((char)count);
break;
case TAG_QUOTE_CHARS:
toAppendTo.append(compiledPattern, i, count);
i += count;
break;
default:
subFormat(tag, count, delegate, toAppendTo, useDateFormatSymbols);
break;
}
}
return toAppendTo;
}
format()方法中操作了一个成员变量calendar,且该方法上未加同步锁,说明该方法在多线程并发访问时,存在线程安全问题.这就是上面测试代码中出现重复数据的根本原因.
进一步查询得知,Java8以前的老版本中的日期和时间类全部都是线程不安全的,而在Java8新推出的日期类LocalDate和LocalDateTime非常友好的解决了上述问题.
5 针对测试代码中问题的根本解决之道
弃用Java8之前旧版本中的日期和时间类,改用新版本中的时间类.新修改后的代码如下:
public static void main1(String[] args) {
DateTimeFormatter fmt = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
LocalDate date = LocalDate.now();
List<LocalDate> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
LocalDate date1 = date.plusDays(i);
list.add(date1);
}
list.stream().forEach(day -> System.out.println(day.format(fmt)));
System.out.println("-----------------------");
list.parallelStream().forEach(day -> System.out.println(day.format(fmt)));
}
public static void main2(String[] args) {
DateTimeFormatter fmt = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
LocalDateTime date = LocalDateTime.now();
List<LocalDateTime> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
LocalDateTime date1 = date.plusDays(i);
list.add(date1);
}
list.stream().forEach(day -> System.out.println(day.format(fmt)));
System.out.println("-----------------------");
list.parallelStream().forEach(day -> System.out.println(day.format(fmt)));
}
看一下LocalDate和LocalDateTime的源码:通过查看源码,可以看到LocalDate和LocalDateTime类都是不可变和线程安全的.这样的下面的代码中的day每一次都是不同的对象
list.parallelStream().forEach(day -> System.out.println(day.format(fmt)));
再来对比最初问题代码:并行操作时,在使用同一个sdf实例.
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
...
list.parallelStream().forEach(day -> System.out.println(sdf.format(day.getTime())));
LocalDate类源码:
* @implSpec
* This class is immutable and thread-safe.
* @since 1.8
*/
public **final** class LocalDate
implements Temporal, TemporalAdjuster, ChronoLocalDate, Serializable {
...
LocalDateTime类源码:
* @implSpec
* This class is immutable and thread-safe.
*
* @since 1.8
*/
public final class LocalDateTime
implements Temporal, TemporalAdjuster, ChronoLocalDateTime<LocalDate>, Serializable {
至此,测试代码中出问题的根本原因找到,根本解决之道找到.OK!
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