文本公众号来源:Felix周(id:felix_space) 作者:Felix 一篇关于SimpleDateFormat干货分享给大家!
一
前言
日常开发中,我们经常需要使用时间相关类,说到时间相关类,想必大家对SimpleDateFormat并不陌生。主要是用它进行时间的格式化输出和解析,挺方便快捷的,但是SimpleDateFormat并不是一个线程安全的类。在多线程情况下,会出现异常,想必有经验的小伙伴也遇到过。下面我们就来分析分析SimpleDateFormat为什么不安全?是怎么引发的?以及多线程下有那些SimpleDateFormat的解决方案?
先看看《阿里巴巴开发手册》对于SimpleDateFormat是怎么看待的:
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二
问题场景复现
一般我们使用SimpleDateFormat的时候会把它定义为一个静态变量,避免频繁创建它的对象实例,如下代码:
public class SimpleDateFormatTest {
private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public static String formatDate(Date date) throws ParseException { return sdf.format(date); }
public static Date parse(String strDate) throws ParseException { return sdf.parse(strDate); }
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ParseException {
System.out.println(sdf.format(new Date()));
}}
是不是感觉没什么毛病?单线程下自然没毛病了,都是运用到多线程下就有大问题了。 测试下:
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ParseException {
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(100);
for (int i = 0; i < 20; i++) { service.execute(() -> { for (int j = 0; j < 10; j++) { try { System.out.println(parse("2018-01-02 09:45:59")); } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); } } }); } // 等待上述的线程执行完 service.shutdown(); service.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS); }
控制台打印结果:
你看这不崩了?部分线程获取的时间不对,部分线程直接报 java.lang.NumberFormatException:multiple points错,线程直接挂死了。
三
多线程不安全原因
因为我们把SimpleDateFormat定义为静态变量,那么多线程下SimpleDateFormat的实例就会被多个线程共享,B线程会读取到A线程的时间,就会出现时间差异和其它各种问题。SimpleDateFormat和它继承的DateFormat类也不是线程安全的
来看看SimpleDateFormat的format()方法的源码
// 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; }
注意, calendar.setTime(date),SimpleDateFormat的format方法实际操作的就是Calendar。
因为我们声明SimpleDateFormat为static变量,那么它的Calendar变量也就是一个共享变量,可以被多个线程访问。
假设线程A执行完calendar.setTime(date),把时间设置成2019-01-02,这时候被挂起,线程B获得CPU执行权。线程B也执行到了calendar.setTime(date),把时间设置为2019-01-03。线程挂起,线程A继续走,calendar还会被继续使用(subFormat方法),而这时calendar用的是线程B设置的值了,而这就是引发问题的根源,出现时间不对,线程挂死等等。
其实SimpleDateFormat源码上作者也给过我们提示:
* Date formats are not synchronized.* It is recommended to create separate format instances for each thread.* If multiple threads access a format concurrently, it must be synchronized* externally.
意思就是
日期格式不同步。 建议为每个线程创建单独的格式实例。 如果多个线程同时访问一种格式,则必须在外部同步该格式。
四
解决方案
public static String formatDate(Date date) throws ParseException { SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); return sdf.format(date); }
public static Date parse(String strDate) throws ParseException { SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); return sdf.parse(strDate); }
如上代码,仅在需要用到的地方创建一个新的实例,就没有线程安全问题,不过也加重了创建对象的负担,会频繁地创建和销毁对象,效率较低。
private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public static String formatDate(Date date) throws ParseException { synchronized(sdf){ return sdf.format(date); } }
public static Date parse(String strDate) throws ParseException { synchronized(sdf){ return sdf.parse(strDate); } }
简单粗暴,synchronized往上一套也可以解决线程安全问题,缺点自然就是并发量大的时候会对性能有影响,线程阻塞。
private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>() { @Override protected DateFormat initialValue() { return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); } };
public static Date parse(String dateStr) throws ParseException { return threadLocal.get().parse(dateStr); }
public static String format(Date date) { return threadLocal.get().format(date); }
ThreadLocal可以确保每个线程都可以得到单独的一个SimpleDateFormat的对象,那么自然也就不存在竞争问题了。
也是《阿里巴巴开发手册》给我们的解决方案,对之前的代码进行改造:
public class SimpleDateFormatTest {
private static final DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public static String formatDate2(LocalDateTime date) { return formatter.format(date); }
public static LocalDateTime parse2(String dateNow) { return LocalDateTime.parse(dateNow, formatter); }
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ParseException {
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(100);
// 20个线程 for (int i = 0; i < 20; i++) { service.execute(() -> { for (int j = 0; j < 10; j++) { try { System.out.println(parse2(formatDate2(LocalDateTime.now()))); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }); } // 等待上述的线程执行完 service.shutdown(); service.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);
}}
运行结果就不贴了,不会出现报错和时间不准确的问题。
DateTimeFormatter源码上作者也加注释说明了,他的类是不可变的,并且是线程安全的。
* This class is immutable and thread-safe.
OK,现在是不是可以对你项目里的日期工具类进行一波优化了呢?