丢失的8小时去哪里了?SimpleDateFormat线程不安全,多线程初始化异常解决方案

简介: 丢失的8小时去哪里了?SimpleDateFormat线程不安全,多线程初始化异常解决方案

前言

本次参加了2月份的征文活动,说是对时间的处理问题,我这有2个点需要分享一下,一个是上大学的时候碰到的,还有就是在工作中遇到的由于【SimpleDateFormat线程不安全】在多线程时间初始化的时候遇到的异常问题以及解决方案。希望能为大家创造一些价值。



1、丢失的8小时去哪里了

       在当年大二选修课的时候就遇到了这个问题,是时间戳转换成时间的时候,如果是自己来计算则会少了8个小时,用给定的函数就直接出来了,当时又不会配置查看源码,很苦恼,如果当时知道CSDN就好了,直接就能收到,所以当时是一直不知道为啥,后来问老师才知道的,我们今天就再来算一算,在这个分析过程中来看看具体是因为什么。

Java计算时间戳转换当前时分秒

Date date = new Date();
// 获取当前的时间戳·单位毫秒·21时15分32秒
long nowTime = date.getTime();

输出时间戳:这个时间戳的单位是毫秒。

在这里我们是根本看不出来是为啥的。接下来我们来一个一个的计算。

转换成秒计算小时

毫秒换算成秒

long second = nowTime / 1000;

换算成当前秒

long seconds = second % 60;

换算成当前分钟

long minutes = second / 60 % 60;

换算成小时

long hours = minutes / 60 % 24;

我们可以获取到:

很明显,我们计算的小时是有问题的,这个时间戳的时间是:【21时15分32秒】。可是时间换算完毕是13时,很明显21-13=8,相差8个小时,这个时候我们就很懵逼,咋回事呢?

我记得很早以前,我还只会VB语言的时候就遇到过这个问题。后来老师说,咱们是东八区我一下就明白了。

原来我们在东八区,所以我们的地区时应该在这个时间戳的基础上加上8个小时就对了。故而有以下代码:

package com.item.action;
import java.util.Date;
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
//    Date date = new Date();
//    // 获取当前的时间戳·单位毫秒
//    long nowTime = date.getTime();
//    System.out.println(nowTime);
    long nowTime = 1676985332143l;
    // 获取秒
    long second = nowTime / 1000;
    System.out.println(second + "s");
    // 获取分钟
    long seconds = second % 60;
    System.out.println(seconds + "s");
    long minutes = second / 60;
    System.out.println(minutes % 60 + "min");
    // 获取小时
    long hours = minutes / 60 % 24 + 8;
    System.out.println(hours + "h");
    System.out.println(hours+"时"+(minutes % 60)+"分"+seconds+"秒");
  }
}

输出效果:

补上8个小时就是正确的时间了,这个类型题在蓝桥杯上也是出现过的,大家可以搜一搜,前三题,那个题目我倒是忘记了。

最后对于这个问题我们来看看百度上怎么说的:

东八区(UTC/GMT+08:00)是比世界协调时间(UTC)/格林尼治时间(GMT)快8小时的时区。

你看看,有了这句话就一下豁然开朗,我们计算的事件就是少了8个小时,所以加上就行了。

这里我找到了地区时的列表,可供大家查阅:

UTC-12: 国际日期变更线以西12小时

UTC-11: 标准时间时减去11小时

UTC-10: 标准时间时减去10小时

UTC-9: 标准时间时减去9小时

UTC-8: 标准时间时减去8小时

UTC-7: 标准时间时减去7小时

UTC-6: 标准时间时减去6小时

UTC-5: 标准时间时减去5小时

UTC-4: 标准时间时减去4小时

UTC-3: 标准时间时减去3小时

UTC-2: 标准时间时减去2小时

UTC-1: 标准时间时减去1小时

UTC: 标准时间·也就是全世界约定好的时间点

UTC+1: 标准时间时加上1小时

UTC+2: 标准时间时加上2小时

UTC+3: 标准时间时加上3小时

UTC+4: 标准时间时加上4小时

UTC+5: 标准时间时加上5小时

UTC+6: 协标准时间加上6小时

UTC+7: 标准时间时加上7小时

UTC+8: 标准时间时加上8小时

UTC+9: 标准时间时加上9小时

UTC+10: 标准时间时加上10小时

UTC+11: 标准时间时加上11小时

UTC+12: 标准时间时加上12小时

根据自己国家的地区时来进行加减就能得到自己本国的具体时间了。

2、SimpleDateFormat线程不安全,多线程初始化异常解决方案

这个问题挺坑的,只要多线程获取的时候就会格式化失败,复现代码不复杂,我就直接写了一个,并且没有进行大规模测试。

异常复现

这里直接new一个SimpleDateFormat就行,但是一定要给个static,这样就防止了各种new出现对内存的消耗

异常示例代码:

可以直接复制用来自己的测试,我没有写包名,方便大家。

import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class Demo {
  /**
   * 项目中·为了防止无限new就设置的静态变量
   */
  static final SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
  public static Date parseToDate(String timeStr) throws ParseException {
    return format.parse(timeStr);
  }
  public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    /**
     * 我们不多测试,仅仅小小的多线程处理,就3个。
     */
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
      new Thread() {
        @Override
        public void run() {
          try {
            System.out.println(parseToDate("2023-02-23 08:25:38"));
          } catch (ParseException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
          }
        }
      }.start();
    }
  }
}

异常输出效果

很直接的看到,第一个肯定是输出成功了的,但是后面获取的时候就出现了异常,但是它直说FOR input string输入字符串,但是我们不知道底层是啥的话很难分析为啥,所以我们得对源码进行分析一下。

异常源码分析

首先我们来看SimpDateFormat的类,能看到是直接继承了DateFormat,我们要分析的就是它们两个。

我们看看SimpDateFormat类里面重写了DateFormat中的parse函数。

代码中我们能看到【CalendarBuilder】这个对象,在1532行能看到是通过【establish】将【calendar】设置到属性中,在1537行能看到具体的操作。

calendar是父类DateFormat类的共享变量,可以被多个线程访问到

所以,当SimpleDateFormat被声明为static的时候时就是线程不安全的,多个线程同时操作,肯定会显现访问异常。

通过查看format()发现有一行calendar.setTime(date);操作的是共享变量calendar,那这么一看就很明显了——线程不安全。

具体解决方案示例(100%解决,自己项目就这么用的)

这里在解决的时候我们使用【DateTimeFormatter】来解决,但是这个类在JDK1.8之后才会有,这里声明一下,是【JAVA_JDK1.8】,【LocalDateTime】本身绝对是线程安全的,那么我们就可以直接使用它来替换,看下面的代码就能看到,但是时间的类型这里需要使用【LocalDateTime】来处理。

package test;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
public class Demo1 {
  static final DateTimeFormatter dtformat = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
  public static LocalDateTime parseToDate(String timeStr) {
    return LocalDateTime.parse(timeStr,dtformat);
  }
  public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    /**
     * 既然我们做了处理,那么我们就来300个线程试一试<br/>
     * 开两个循环一个循环150次。
     */
    for (int i = 0; i < 150; i++) {
      new Thread() {
        @Override
        public void run() {
          System.out.println(parseToDate("2023-02-23 08:25:38"));
        }
      }.start();
    }
    for (int i = 0; i < 150; i++) {
      new Thread() {
        @Override
        public void run() {
          System.out.println(parseToDate("2023-02-23 08:25:38"));
        }
      }.start();
    }
  }
}

无异常效果

到这里,我们就彻底解决了这个项目部署的时候遇到时间初始化的问题。

希望能对初学者有一定的帮助,很多项目在初始化的时候都是要使用到时间,那么当出现问题的时候大概都是这个问题,使用我的方法就能迎刃而解了。

总结

我们初学的孩子们肯定都是在使用SimpleDateFormat来格式化时间,很少会遇到多线程的时候,所以是根本没有感觉的,但是这个bug是客观存在的,在class中我们甚至看到了开发者留的注释信息,虽然是对源码进行分析找到了原因,但是想彻底的更换固有思维逻辑还是需要一定的时间的,包括我在内,最开始在企业搞开发的时候还好,遇到大型初始化的不多,但是后来自己开始掌控项目后发现,真的有很多你开发的时候不会注意到是事情就都出现了,毕竟你已经开始统筹全局。以后遇到时间格式化的时候使用【DateTimeFormatter】来格式化,线程安全,保证不会出现这类异常了。

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