问题的提出
日 期 转 换 的 问 题
1. public class ThreadText { 2. public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 3. SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd"); 4. for (int i = 0; i < 10; i++) { 5. new Thread(() -> { 6. try { 7. System.out.println(sdf.parse("1951-04-21")); 8. } catch (ParseException e) { 9. e.printStackTrace(); 10. } 11. }).start(); 12. } 13. } 14. }
有很大几率出现 java.lang.NumberFormatException 或者出现不正确的日期解析结果，例如：
上述代码会出现线程安全问题，因为SimpleDateFormat对象并不是线程安全的，即多个线程同时调用SimpleDateFormat实例的同一个方法时可能会产生冲突。
在多线程环境下，如果多个线程同时访问SimpleDateFormat对象的同一个方法，那么会出现问题：
线程安全问题：SimpleDateFormat是非线程安全的类，如果多个线程同时访问，可能会导致解析错误或者计算结果混乱
思路 - 同步锁
这样虽能解决问题，但带来的是性能上的损失，并不算很好：
1. public class ThreadText { 2. public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 3. SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd"); 4. for (int i = 0; i < 50; i++) { 5. new Thread(() -> { 6. synchronized (sdf) { 7. try { 8. System.out.println(sdf.parse("1951-04-21")); 9. } catch (Exception e) { 10. e.printStackTrace(); 11. } 12. } 13. }).start(); 14. } 15. } 16. }
思路 - 不可变
如果一个对象在不能够修改其内部状态（属性），那么它就是线程安全的，因为不存在并发修改啊！这样的对象在Java 中有很多，例如在 Java 8 后，提供了一个新的日期格式化类：
1. public class ThreadText { 2. public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 3. DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd"); 4. for (int i = 0; i < 10; i++) { 5. new Thread(() -> { 6. LocalDate date = dtf.parse("2023-06-15", LocalDate::from); 7. System.out.println(date); 8. }).start(); 9. } 10. } 11. }
不可变对象，实际是另一种避免竞争的方式。
不可变设计
另一个大家更为熟悉的 String 类也是不可变的，以它为例，说明一下不可变设计的要素
1. public final class String 2. implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence { 3. /** The value is used for character storage. */ 4. private final char value[]; 5. /** Cache the hash code for the string */ 6. private int hash; // Default to 0 7. // ... 8. }
final 的使用
发现该类、类中所有属性都是 final 的 属性用 final 修饰保证了该属性是只读的，不能修改 类用 final 修饰保证了该类中的方法不能被覆盖，防止子类无意间破坏不可变性
保护性拷贝
但有同学会说，使用字符串时，也有一些跟修改相关的方法啊，比如 substring 等，那么下面就看一看这些方法是 如何实现的，就以 substring 为例：
发现其内部是调用 String 的构造方法创建了一个新字符串，再进入这个构造看看，是否对 final char[] value 做出 了修改：
结果发现也没有，构造新字符串对象时，会生成新的 char[] value，对内容进行复制 。这种通过创建副本对象来避 免共享的手段称之为【保护性拷贝（defensive copy）】
设置 final 变量的原理
1. public class TestFinal { 2. final int a = 20; 3. }
字节码
1. 0: aload_0 2. 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 3. 4: aload_0 4. 5: bipush 20 5. 7: putfield #2 // Field a:I 6. <-- 写屏障 7. 10: return
发现 final 变量的赋值也会通过 putfield 指令来完成，同样在这条指令之后也会加入写屏障，保证在其它线程读到它的值时不会出现为 0 的情况
获取final变量的原理
首先，final变量会被显式初始化或在构造函数中初始化。在编译期间，final变量的值就已经确定并被存储在常量池中，而不是在运行时通过初始化代码计算得到。
因为final变量的值已经确定，Java虚拟机在读取final变量的值时，会直接从常量池中读取，而不是从堆内存中读取。因此，获取final变量的过程可以看作是一个常量折叠过程：编译器在编译期间把所有引用final变量的地方替换成该变量的值。
这种优化方式的好处在于可以加快程序的执行速度，同时也可以避免线程安全问题，因为final变量的值不可修改，也不需要进行同步处理。
除此之外，final变量也具有内存可见性，即使在多线程环境下，其值也能够保证对其他线程是可见的。这是因为，当一个线程将final变量的值写入主内存后，其他线程读取该变量时，会从主内存加载该变量的值，而不是从自己线程内部的缓存中加载，从而保证了线程之间final变量值的可见性。
综上，获取final变量的原理是通过常量池来实现的，其值在编译期间被确定并存储在常量池中。这种方式具有较高的执行效率和线程安全性，同时也保证了final变量值在多线程环境下的可见性。
