還在用 SimpleDateFormat 做時間格式化？小心背鍋！
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后端開發(fā)經常通過SimpleDateFormat對時間進行格式化，但是在多線程環(huán)境下，SimpleDateFormat存在線程安全問題，今天就一起來分析一下問題點，并看看如何解決，防止一不小心踩坑。
一、SimpleDateFormat .parse() 方法的線程安全問題
1.1 錯誤示例
錯誤使用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) {
for (int i = 0; i < 20; ++i) {
Thread thread = new Thread(() -> {
try {
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();
}
}
}
報錯：
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轉換日期是通過繼承自DateFormat類的Calendar對象來操作的，Calendar對象會被用來進行日期-時間計算，既被用于format方法也被用于parse方法。
SimpleDateFormat 的 parse(String source) 方法 會調用繼承自父類的 DateFormat 的 parse(String source) 方法
DateFormat 的 parse(String source) 方法會調用SimpleDateFormat中重寫的 parse(String text, ParsePosition pos) 方法，該方法中有個地方需要關注
SimpleDateFormat 中重寫的 parse(String text, ParsePosition pos) 方法中調用了 establish(calendar) 這個方法：
該方法中調用了 Calendar 的 clear() 方法
可以發(fā)現整個過程中Calendar對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b線程剛好進入到parse方法用到了calendar對象，那就會產生線程安全問題了！
正常情況下：
非線程安全的流程：
1.3 解決方法
方法1：每個線程都new一個SimpleDateFormat
import java.text.SimpleDateFormat;
public class SimpleDateFormatTest {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 20; ++i) {
Thread thread = new Thread(() -> {
try {
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 < 20; ++i) {
Thread thread = new Thread(() -> {
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 為每個線程創(chuàng)建一個獨立變量
import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
public class SimpleDateFormatTest {
private static final ThreadLocal<DateFormat> 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 < 20; ++i) {
Thread thread = new Thread(() -> {
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();
}
}
}
二、SimpleDateFormat .format() 方法的線程安全問題
2.1 錯誤示例
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 {
private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("mm:ss");
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Date date = new Date(finalI * 1000);
formatAndPrint(date);
}
});
}
threadPool.shutdown();
}
private static void formatAndPrint(Date date) {
String result = simpleDateFormat.format(date);
System.out.println("時間：" + result);
}
}
從上述結果可以看出，程序的打印結果竟然有重復內容的，正確的情況應該是沒有重復的時間才對。
2.2 非線程安全原因分析
為了找到問題所在，查看 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 SimpleDateFormat.format() 方法時，會使用 calendar.setTime() 方法將輸入的時間進行轉換，那么我們想想一下這樣的場景：
線程 1 執(zhí)行了 calendar.setTime(date) 方法，將用戶輸入的時間轉換成了后面格式化時所需要的時間； 線程 1 暫停執(zhí)行，線程 2 得到 CPU 時間片開始執(zhí)行； 線程 2 執(zhí)行了 calendar.setTime(date) 方法，對時間進行了修改； 線程 2 暫停執(zhí)行，線程 1 得出 CPU 時間片繼續(xù)執(zhí)行，因為線程 1 和線程 2 使用的是同一對象，而時間已經被線程 2 修改了，所以此時當線程 1 繼續(xù)執(zhí)行的時候就會出現線程安全的問題了。
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：每個線程都new一個SimpleDateFormat
public class SimpleDateFormatTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Date date = new Date(finalI * 1000);
formatAndPrint(date);
}
});
}
threadPool.shutdown();
}
private static void formatAndPrint(Date date) {
String result = new SimpleDateFormat("mm:ss").format(date);
System.out.println("時間：" + result);
}
}
方式2：synchronized等方式加鎖
所有的線程必須排隊執(zhí)行某些業(yè)務才行，這樣無形中就降低了程序的運行效率了
public class SimpleDateFormatTest {
private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("mm:ss");
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Date date = new Date(finalI * 1000);
formatAndPrint(date);
}
});
}
threadPool.shutdown();
}
private static void formatAndPrint(Date date) {
String result = null;
synchronized (SimpleDateFormatTest.class) {
result = simpleDateFormat.format(date);
}
System.out.println("時間：" + result);
}
}
方式3：使用ThreadLocal 為每個線程創(chuàng)建一個獨立變量
public class SimpleDateFormatTest {
private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormatThreadLocal =
ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat("mm:ss"));
public static void main(String[] args) {
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 60,
TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
threadPool.execute(() -> {
Date date = new Date(finalI * 1000);
formatAndPrint(date);
});
}
threadPool.shutdown();
}
private static void formatAndPrint(Date date) {
String result = dateFormatThreadLocal.get().format(date);
System.out.println("時間：" + result);
}
}
來源：blog.csdn.net/QiuHaoqian/article/details/116594422
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