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java的SimpleDateFormat线程不安全出问题了，虚竹教你多种解决方案

2022-01-09 234
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简介： java的SimpleDateFormat线程不安全出问题了，虚竹教你多种解决方案

image.pngimage.png场景

在java8以前，要格式化日期时间，就需要用到SimpleDateFormat。


但我们知道SimpleDateFormat是线程不安全的，处理时要特别小心，要加锁或者不能定义为static，要在方法内new出对象，再进行格式化。很麻烦，而且重复地new出对象，也加大了内存开销。


SimpleDateFormat线程为什么是线程不安全的呢？

来看看SimpleDateFormat的源码，先看format方法：image.pngimage.png

public class SimpleDateFormatDemoTest {
  private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建线程池
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
        //2、为线程池分配任务
        ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            pool.submit(threadPoolTest);
        }
        //3、关闭线程池
        pool.shutdown();
    }
    static class  ThreadPoolTest implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
        String dateString = simpleDateFormat.format(new Date());
        try {
          Date parseDate = simpleDateFormat.parse(dateString);
          String dateString2 = simpleDateFormat.format(parseDate);
          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
        } catch (Exception e) {
          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失败 ");
        }
        }
    }
}

image.png

public class SimpleDateFormatDemoTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建线程池
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
        //2、为线程池分配任务
        ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            pool.submit(threadPoolTest);
        }
        //3、关闭线程池
        pool.shutdown();
    }
    static class  ThreadPoolTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
      SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
      String dateString = simpleDateFormat.format(new Date());
      try {
        Date parseDate = simpleDateFormat.parse(dateString);
        String dateString2 = simpleDateFormat.format(parseDate);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
      } catch (Exception e) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失败 ");
      }
    }
    }
}

image.png

public class SimpleDateFormatDemoTest2 {
  private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建线程池
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
        //2、为线程池分配任务
        ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            pool.submit(threadPoolTest);
        }
        //3、关闭线程池
        pool.shutdown();
    }
    static class  ThreadPoolTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
      try {
        synchronized (simpleDateFormat){
          String dateString = simpleDateFormat.format(new Date());
          Date parseDate = simpleDateFormat.parse(dateString);
          String dateString2 = simpleDateFormat.format(parseDate);
          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
        }
      } catch (Exception e) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失败 ");
      }
    }
    }
}

image.png

public class SimpleDateFormatDemoTest3 {
  private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
  private static Lock lock = new ReentrantLock();
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建线程池
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
        //2、为线程池分配任务
        ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            pool.submit(threadPoolTest);
        }
        //3、关闭线程池
        pool.shutdown();
    }
    static class  ThreadPoolTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
      try {
        lock.lock();
          String dateString = simpleDateFormat.format(new Date());
          Date parseDate = simpleDateFormat.parse(dateString);
          String dateString2 = simpleDateFormat.format(parseDate);
          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
      } catch (Exception e) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失败 ");
      }finally {
        lock.unlock();
      }
    }
    }
}

image.png

public class SimpleDateFormatDemoTest4 {
  private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>(){
    @Override
    protected DateFormat initialValue() {
      return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    }
  };
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建线程池
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
        //2、为线程池分配任务
        ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            pool.submit(threadPoolTest);
        }
        //3、关闭线程池
        pool.shutdown();
    }
    static class  ThreadPoolTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
      try {
          String dateString = threadLocal.get().format(new Date());
          Date parseDate = threadLocal.get().parse(dateString);
          String dateString2 = threadLocal.get().format(parseDate);
          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
      } catch (Exception e) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失败 ");
      }finally {
        //避免内存泄漏，使用完threadLocal后要调用remove方法清除数据
        threadLocal.remove();
      }
    }
    }
}

image.png

public class DateTimeFormatterDemoTest5 {
  private static DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
  public static void main(String[] args) {
    //1、创建线程池
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
    //2、为线程池分配任务
    ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      pool.submit(threadPoolTest);
    }
    //3、关闭线程池
    pool.shutdown();
  }
  static class  ThreadPoolTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
      try {
        String dateString = dateTimeFormatter.format(LocalDateTime.now());
        TemporalAccessor temporalAccessor = dateTimeFormatter.parse(dateString);
        String dateString2 = dateTimeFormatter.format(temporalAccessor);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失败 ");
      }
    }
  }
}

image.png

public class FastDateFormatDemo6 {
  private static FastDateFormat fastDateFormat = FastDateFormat.getInstance("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
  public static void main(String[] args) {
    //1、创建线程池
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
    //2、为线程池分配任务
    ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      pool.submit(threadPoolTest);
    }
    //3、关闭线程池
    pool.shutdown();
  }
  static class  ThreadPoolTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
      try {
        String dateString = fastDateFormat.format(new Date());
        Date parseDate =  fastDateFormat.parse(dateString);
        String dateString2 = fastDateFormat.format(parseDate);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失败 ");
      }
    }
  }
}

使用FastDateFormat能保证线程安全，且效率也是挺高的。适合高并发场景使用。

FastDateFormat源码分析

 Apache Commons Lang 3.5

//FastDateFormat@Overridepublic String format(final Date date) {   return printer.format(date);}  @Override public String format(final Date date) {   final Calendar c = Calendar.getInstance(timeZone, locale);    c.setTime(date);    return applyRulesToString(c); }

源码中 Calender 是在 format 方法里创建的，肯定不会出现 setTime 的线程安全问题。这样线程安全疑惑解决了。那还有性能问题要考虑？

我们来看下FastDateFormat是怎么获取的

FastDateFormat.getInstance();FastDateFormat.getInstance(CHINESE_DATE_TIME_PATTERN);

看下对应的源码

/** * 获得 FastDateFormat实例，使用默认格式和地区 * * @return FastDateFormat */public static FastDateFormat getInstance() {   return CACHE.getInstance();}/** * 获得 FastDateFormat 实例，使用默认地区<br> * 支持缓存 * * @param pattern 使用{@link java.text.SimpleDateFormat} 相同的日期格式 * @return FastDateFormat * @throws IllegalArgumentException 日期格式问题 */public static FastDateFormat getInstance(final String pattern) {   return CACHE.getInstance(pattern, null, null);}

这里有用到一个CACHE，看来用了缓存，往下看

private static final FormatCache<FastDateFormat> CACHE = new FormatCache<FastDateFormat>(){   @Override   protected FastDateFormat createInstance(final String pattern, final TimeZone timeZone, final Locale locale) {      return new FastDateFormat(pattern, timeZone, locale);   }};//abstract class FormatCache<F extends Format> {    ...    private final ConcurrentMap<Tuple, F> cInstanceCache = new ConcurrentHashMap<>(7); private static final ConcurrentMap<Tuple, String> C_DATE_TIME_INSTANCE_CACHE = new ConcurrentHashMap<>(7);    ...}

image.pngimage.png

//FastDateFormatpublic static FastDateFormat getInstance(final String pattern) {   return CACHE.getInstance(pattern, null, null);}

image.png如图可证，是使用了ConcurrentMap 做缓存。且key值是格式，时区和locale（语境）三者都相同为相同的key。

结论

这个是阿里巴巴 java开发手册中的规定：image.png1、不要定义为static变量，使用局部变量


2、加锁：synchronized锁和Lock锁


3、使用ThreadLocal方式


4、使用DateTimeFormatter代替SimpleDateFormat（DateTimeFormatter是线程安全的，java 8+支持）


5、使用FastDateFormat 替换SimpleDateFormat（FastDateFormat 是线程安全的，Apache Commons Lang包支持，java8之前推荐此用法）


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9LocalDateTimeUtil(JDK8+中的{@link LocalDateTime} 工具类封装)


10TemporalAccessorUtil{@link TemporalAccessor} 工具类封装


其他

要探索JDK的核心底层源码，那必须掌握native用法


万字博文教你搞懂java源码的日期和时间相关用法


文章标签：
Java
Apache
安全
缓存
关键词：
Java线程
Java解决方案
线程解决方案
Java安全
Java SimpleDateFormat
小虚竹
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