关于 SimpleDateFormat 的非线程安全问题及其解决方案

之前有同事好几次都掉这个坑里去了,刚好今天有看到有篇帖子提了下,索性就整理下吧~

1、问题:

先来看一段可能引起错误的代码:

package test.date;

import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Locale;

public class ProveNotSafe {
	static SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("dd-MMM-yyyy", Locale.US);
	static String testdata[] = { "01-Jan-1999", "14-Feb-2001", "31-Dec-2007" };

	public static void main(String[] args) {
		Runnable r[] = new Runnable[testdata.length];
		for (int i = 0; i < r.length; i++) {
			final int i2 = i;
			r[i] = new Runnable() {
				public void run() {
					try {
						for (int j = 0; j < 1000; j++) {
							String str = testdata[i2];
							String str2 = null;
							/* synchronized(df) */{
								Date d = df.parse(str);
								str2 = df.format(d);
								System.out.println("i: " + i2 + "\tj: " + j + "\tThreadID: "
										+ Thread.currentThread().getId() + "\tThreadName: "
										+ Thread.currentThread().getName() + "\t" + str + "\t" + str2);
							}
							if (!str.equals(str2)) {
								throw new RuntimeException("date conversion failed after " + j
										+ " iterations. Expected " + str + " but got " + str2);
							}
						}
					} catch (ParseException e) {
						throw new RuntimeException("parse failed");
					}
				}
			};
			new Thread(r[i]).start();
		}
	}
}

结果(随机失败):

i: 2	j: 0	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 1	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 2	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 3	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 4	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 5	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 6	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 7	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 8	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 9	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 10	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 11	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 12	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 13	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 14	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 15	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 16	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	31-Dec-2007
i: 2	j: 17	ThreadID: 10	ThreadName: Thread-2	31-Dec-2007	11-Jan-1999
i: 0	j: 0	ThreadID: 8	ThreadName: Thread-0	01-Jan-1999	11-Jan-1999
Exception in thread "Thread-2" i: 1	j: 0	ThreadID: 9	ThreadName: Thread-1	14-Feb-2001	11-Jan-2001
Exception in thread "Thread-0" java.lang.RuntimeException: date conversion failed after 0 iterations. Expected 01-Jan-1999 but got 11-Jan-1999
	at test.date.ProveNotSafe$1.run(ProveNotSafe.java:30)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)
Exception in thread "Thread-1" java.lang.RuntimeException: date conversion failed after 0 iterations. Expected 14-Feb-2001 but got 11-Jan-2001
	at test.date.ProveNotSafe$1.run(ProveNotSafe.java:30)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)
java.lang.RuntimeException: date conversion failed after 17 iterations. Expected 31-Dec-2007 but got 11-Jan-1999
	at test.date.ProveNotSafe$1.run(ProveNotSafe.java:30)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)

恩,原因你是知道了,这是由于  SimpleDateFormat 的非线程安全问题引起的,

我们现在简化下问题,错误的代码应该是这样的:

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
 
public class DateUtil {
  
 SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("dd/MM/yyyy");
  
 public String formatDate(Date input) {
      return sdf.format(input);
 }
  
}

2、解决方案

(1)使用局部变量:

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
 
public class DateUtil {
  
 private static final String SIMPLE_FORMAT = "dd/MM/yyyy";
  
 public String formatDate(Date input) {
   
  if(input == null){
   return null;
  }
   
  SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(SIMPLE_FORMAT);//local variable
  return sdf.format(input);
 }
}

恩,这是线程安全的了,不是吗?

(2)使用 ThreadLocal

这里每个线程将有它自己的 SimpleDateFormat 副本。

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
 
public class DateUtil {
 
 // anonymous inner class. Each thread will have its own copy of the SimpleDateFormat
 private final static ThreadLocal<simpledateformat> tl = new ThreadLocal<simpledateformat>() {
  protected SimpleDateFormat initialValue() {
   return new SimpleDateFormat("dd/MM/yyyy");
  }
 };http://my.oschina.net/huangyong/blog/159725 public String formatDate(Date input) {
  if (input == null) {
   return null;
  }
 
  return tl.get().format(input);
 }
}

PS:顺便聊聊这个 ThreadLocal:

ThreadLocal 按我的理解是一个Map容器,视作其key是当前线程,value就是我们想保证数据安全一致的某对象。从它的功能上来说,应该叫做 ThreadLocalVariable(线程局部变量)更合适些。

具体的含义与作用请参考如下两篇文摘:ThreadLocal 那点事儿

http://my.oschina.net/huangyong/blog/159489

http://my.oschina.net/huangyong/blog/159725

(3)同步代码块 synchronized(code)

或者使用装饰器设计模式包装下 SimpleDateFormat ,使之变得线程安全。

(4)使用第三方的日期处理函数:

比如 JODA 来避免这些问题,你也可以使用 commons-lang 包中的 FastDateFormat 工具类。

(5)最后的提问:

上面几种方案中,有最佳方案吗?如果不是最佳,各有什么优劣?

PS:

顺便吐槽下 java 的日期处理类真TMD是个渣。。。有坑不说,关键是难用。。。这点 shell 的 date 命令应该是用户体验做的最好的了~

REF:

http://java-success.blogspot.com/2012/07/java-coding-question-and-answer-on.html

http://www.codefutures.com/weblog/andygrove/2007/10/simpledateformat-and-thread-safety.html

关于变量的线程安全问题,请参考:

java 线程安全问题之静态变量、实例变量、局部变量

http://my.oschina.net/leejun2005/blog/130043

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