1 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) { /** * SimpleDateFormat線程不安全，沒有保證線程安全(沒有加鎖)的情況下，禁止使用全局SimpleDateFormat,否則報錯 NumberFormatException * * private static final SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”); */ for (int i = 0; i { try { // 錯誤寫法會導致線程安全問題 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(xiàn)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 { try { // 每個線程都new一個 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 { 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 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 { 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(); } }}

ThreadLocal的詳細使用細節(jié)見：

https://blog.csdn.net/QiuHaoqian/article/details/117077792

2 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 { // 時間格式化對象 private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat(“mm:ss”); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 創(chuàng)建線程池執(zhí)行任務 ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor( 10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue(1000)); for (int i = 0; i < 1000; i++) { int finalI = i; // 執(zhí)行任務 threadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { Date date = new Date(finalI * 1000); // 得到時間對象 formatAndPrint(date); // 執(zhí)行時間格式化 } }); } threadPool.shutdown(); // 線程池執(zhí)行完任務之后關閉 } /** * 格式化并打印時間 */ private static void formatAndPrint(Date date) { String result = simpleDateFormat.format(date); // 執(zhí)行格式化 System.out.println("時間：" + result); // 打印最終結果 }}

從上述結果可以看出，程序的打印結果竟然是有重復內容的，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，查看原因 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)行任務 SimpleDateFormat.format() 方法時，會使用 calendar.setTime() 方法將輸入的時間進行轉換，那么我們想象一下這樣的場景：

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 時間的繼續(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，所以此時當前線程 1 繼續(xù)執(zhí)行的時候就會出現(xiàn)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 { // 創(chuàng)建線程池執(zhí)行任務 ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor( 10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue(1000)); for (int i = 0; i < 1000; i++) { int finalI = i; // 執(zhí)行任務 threadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { // 得到時間對象 Date date = new Date(finalI * 1000); // 執(zhí)行時間格式化 formatAndPrint(date); } }); } // 線程池執(zhí)行完任務之后關閉 threadPool.shutdown(); } /** * 格式化并打印時間 */ private static void formatAndPrint(Date date) { String result = new SimpleDateFormat("mm:ss").format(date); // 執(zhí)行格式化 System.out.println("時間：" + result); // 打印最終結果 }}

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 { // 時間格式化對象 private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat(“mm:ss”); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 創(chuàng)建線程池執(zhí)行任務 ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor( 10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue(1000)); for (int i = 0; i < 1000; i++) { int finalI = i; // 執(zhí)行任務 threadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { Date date = new Date(finalI * 1000); // 得到時間對象 formatAndPrint(date); // 執(zhí)行時間格式化 } }); } // 線程池執(zhí)行完任務之后關閉 threadPool.shutdown(); } /** * 格式化并打印時間 */ private static void formatAndPrint(Date date) { // 執(zhí)行格式化 String result = null; // 加鎖 synchronized (SimpleDateFormatTest.class) { result = simpleDateFormat.format(date); } // 打印最終結果 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 { // 創(chuàng)建 ThreadLocal 并設置默認值 private static ThreadLocal dateFormatThreadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat(“mm:ss”)); public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建線程池執(zhí)行任務 ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue(1000)); // 執(zhí)行任務 for (int i = 0; i { Date date = new Date(finalI * 1000); // 得到時間對象 formatAndPrint(date); // 執(zhí)行時間格式化 }); } threadPool.shutdown(); // 線程池執(zhí)行完任務之后關閉 } /** * 格式化并打印時間 */ private static void formatAndPrint(Date date) { String result = dateFormatThreadLocal.get().format(date); // 執(zhí)行格式化 System.out.println(“時間：” + result); // 打印最終結果 }}

文章來源：blog.csdn.net/QiuHaoqian/article/details/116594422

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