java的SimpleDateFormat線(xiàn)程不安全的幾種解決方案
場(chǎng)景
在java8以前，要格式化日期時(shí)間，就需要用到SimpleDateFormat。
但我們知道SimpleDateFormat是線(xiàn)程不安全的，處理時(shí)要特別小心，要加鎖或者不能定義為static，要在方法內(nèi)new出對(duì)象，再進(jìn)行格式化。很麻煩，而且重復(fù)地new出對(duì)象，也加大了內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)。
SimpleDateFormat線(xiàn)程為什么是線(xiàn)程不安全的呢？
來(lái)看看SimpleDateFormat的源碼，先看format方法：
// Called from Format after creating a FieldDelegate
private StringBuffer format(Date date, StringBuffer toAppendTo,
FieldDelegate delegate) {
// Convert input date to time field list
calendar.setTime(date);
...
}
問(wèn)題就出在成員變量calendar，如果在使用SimpleDateFormat時(shí)，用static定義，那SimpleDateFormat變成了共享變量。那SimpleDateFormat中的calendar就可以被多個(gè)線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)到。
SimpleDateFormat的parse方法也是線(xiàn)程不安全的：
public Date parse(String text, ParsePosition pos)
{
...
Date parsedDate;
try {
parsedDate = calb.establish(calendar).getTime();
// If the year value is ambiguous,
// then the two-digit year == the default start year
if (ambiguousYear[0]) {
if (parsedDate.before(defaultCenturyStart)) {
parsedDate = calb.addYear(100).establish(calendar).getTime();
}
}
}
// An IllegalArgumentException will be thrown by Calendar.getTime()
// if any fields are out of range, e.g., MONTH == 17.
catch (IllegalArgumentException e) {
pos.errorIndex = start;
pos.index = oldStart;
return null;
}
return parsedDate;
}
由源碼可知，最后是調(diào)用**parsedDate = calb.establish(calendar).getTime();**獲取返回值。方法的參數(shù)是calendar，calendar可以被多個(gè)線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)到，存在線(xiàn)程不安全問(wèn)題。
我們?cè)賮?lái)看看**calb.establish(calendar)**的源碼
calb.establish(calendar)方法先后調(diào)用了cal.clear()和cal.set(),先清理值，再設(shè)值。但是這兩個(gè)操作并不是原子性的，也沒(méi)有線(xiàn)程安全機(jī)制來(lái)保證，導(dǎo)致多線(xiàn)程并發(fā)時(shí)，可能會(huì)引起cal的值出現(xiàn)問(wèn)題了。
驗(yàn)證SimpleDateFormat線(xiàn)程不安全
public class SimpleDateFormatDemoTest {
private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public static void main(String[] args) {
//1、創(chuàng)建線(xiàn)程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
//2、為線(xiàn)程池分配任務(wù)
ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pool.submit(threadPoolTest);
}
//3、關(guān)閉線(xiàn)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()+" 線(xiàn)程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
} catch (Exception e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失敗 ");
}
}
}
}
出現(xiàn)了兩次false，說(shuō)明線(xiàn)程是不安全的。而且還拋異常，這個(gè)就嚴(yán)重了。
解決方案
解決方案1：不要定義為static變量，使用局部變量
就是要使用SimpleDateFormat對(duì)象進(jìn)行format或parse時(shí)，再定義為局部變量。就能保證線(xiàn)程安全。
public class SimpleDateFormatDemoTest1 {
public static void main(String[] args) {
//1、創(chuàng)建線(xiàn)程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
//2、為線(xiàn)程池分配任務(wù)
ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pool.submit(threadPoolTest);
}
//3、關(guān)閉線(xiàn)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()+" 線(xiàn)程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
} catch (Exception e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失敗 ");
}
}
}
}
由圖可知，已經(jīng)保證了線(xiàn)程安全，但這種方案不建議在高并發(fā)場(chǎng)景下使用，因?yàn)闀?huì)創(chuàng)建大量的SimpleDateFormat對(duì)象，影響性能。
解決方案2：加鎖：synchronized鎖和Lock鎖 加synchronized鎖
SimpleDateFormat對(duì)象還是定義為全局變量，然后需要調(diào)用SimpleDateFormat進(jìn)行格式化時(shí)間時(shí)，再用synchronized保證線(xiàn)程安全。
public class SimpleDateFormatDemoTest2 {
private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public static void main(String[] args) {
//1、創(chuàng)建線(xiàn)程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
//2、為線(xiàn)程池分配任務(wù)
ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pool.submit(threadPoolTest);
}
//3、關(guān)閉線(xiàn)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()+" 線(xiàn)程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
}
} catch (Exception e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失敗 ");
}
}
}
}
如圖所示，線(xiàn)程是安全的。定義了全局變量SimpleDateFormat，減少了創(chuàng)建大量SimpleDateFormat對(duì)象的損耗。但是使用synchronized鎖，
同一時(shí)刻只有一個(gè)線(xiàn)程能執(zhí)行鎖住的代碼塊，在高并發(fā)的情況下會(huì)影響性能。但這種方案不建議在高并發(fā)場(chǎng)景下使用
加Lock鎖
加Lock鎖和synchronized鎖原理是一樣的，都是使用鎖機(jī)制保證線(xiàn)程的安全。
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、創(chuàng)建線(xiàn)程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
//2、為線(xiàn)程池分配任務(wù)
ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pool.submit(threadPoolTest);
}
//3、關(guān)閉線(xiàn)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()+" 線(xiàn)程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
} catch (Exception e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失敗 ");
}finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
由結(jié)果可知，加Lock鎖也能保證線(xiàn)程安全。要注意的是，最后一定要釋放鎖，代碼里在finally里增加了lock.unlock();，保證釋放鎖。
在高并發(fā)的情況下會(huì)影響性能。這種方案不建議在高并發(fā)場(chǎng)景下使用
解決方案3：使用ThreadLocal方式
使用ThreadLocal保證每一個(gè)線(xiàn)程有SimpleDateFormat對(duì)象副本。這樣就能保證線(xiàn)程的安全。
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、創(chuàng)建線(xiàn)程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
//2、為線(xiàn)程池分配任務(wù)
ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pool.submit(threadPoolTest);
}
//3、關(guān)閉線(xiàn)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()+" 線(xiàn)程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
} catch (Exception e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失敗 ");
}finally {
//避免內(nèi)存泄漏，使用完threadLocal后要調(diào)用remove方法清除數(shù)據(jù)
threadLocal.remove();
}
}
}
}
使用ThreadLocal能保證線(xiàn)程安全，且效率也是挺高的。適合高并發(fā)場(chǎng)景使用。
解決方案4：使用DateTimeFormatter代替SimpleDateFormat
使用DateTimeFormatter代替SimpleDateFormat（DateTimeFormatter是線(xiàn)程安全的，java 8+支持）
DateTimeFormatter介紹 傳送門(mén)：萬(wàn)字博文教你搞懂java源碼的日期和時(shí)間相關(guān)用法
public class DateTimeFormatterDemoTest5 {
private static DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public static void main(String[] args) {
//1、創(chuàng)建線(xiàn)程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
//2、為線(xiàn)程池分配任務(wù)
ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pool.submit(threadPoolTest);
}
//3、關(guān)閉線(xiàn)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()+" 線(xiàn)程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失敗 ");
}
}
}
}
使用DateTimeFormatter能保證線(xiàn)程安全，且效率也是挺高的。適合高并發(fā)場(chǎng)景使用。
解決方案5：使用FastDateFormat 替換SimpleDateFormat
使用FastDateFormat 替換SimpleDateFormat（FastDateFormat 是線(xiàn)程安全的，Apache Commons Lang包支持，不受限于java版本）
public class DateTimeFormatterDemoTest5 {
private static DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public static void main(String[] args) {
//1、創(chuàng)建線(xiàn)程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
//2、為線(xiàn)程池分配任務(wù)
ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pool.submit(threadPoolTest);
}
//3、關(guān)閉線(xiàn)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()+" 線(xiàn)程是否安全: "+dateString.equals(dateString2));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 格式化失敗 ");
}
}
}
}
使用FastDateFormat能保證線(xiàn)程安全，且效率也是挺高的。適合高并發(fā)場(chǎng)景使用。
FastDateFormat源碼分析
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);
}
源碼中 Calender 是在 format 方法里創(chuàng)建的，肯定不會(huì)出現(xiàn) setTime 的線(xiàn)程安全問(wèn)題。這樣線(xiàn)程安全疑惑解決了。那還有性能問(wèn)題要考慮？
我們來(lái)看下FastDateFormat是怎么獲取的
FastDateFormat.getInstance();FastDateFormat.getInstance(CHINESE_DATE_TIME_PATTERN);
看下對(duì)應(yīng)的源碼
/**
* 獲得 FastDateFormat實(shí)例，使用默認(rèn)格式和地區(qū) *
* @return FastDateFormat
*/
public static FastDateFormat getInstance() {
return CACHE.getInstance();
}
/**
* 獲得 FastDateFormat 實(shí)例，使用默認(rèn)地區(qū)
* 支持緩存 *
* @param pattern 使用{@link java.text.SimpleDateFormat} 相同的日期格式
* @return FastDateFormat
* @throws IllegalArgumentException 日期格式問(wèn)題
*/
public static FastDateFormat getInstance(final String pattern) {
return CACHE.getInstance(pattern, null, null);
}
這里有用到一個(gè)CACHE，看來(lái)用了緩存，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);
...
}
在getInstance 方法中加了ConcurrentMap 做緩存，提高了性能。且我們知道ConcurrentMap 也是線(xiàn)程安全的。
實(shí)踐
/**
* 年月格式 {@link FastDateFormat}：yyyy-MM
*/
public static final FastDateFormat NORM_MONTH_FORMAT = FastDateFormat.getInstance(NORM_MONTH_PATTERN);
//FastDateFormat
public static FastDateFormat getInstance(final String pattern) {
return CACHE.getInstance(pattern, null, null);
}
如圖可證，是使用了ConcurrentMap 做緩存。且key值是格式，時(shí)區(qū)和locale（語(yǔ)境）三者都相同為相同的key。
結(jié)論
這個(gè)是阿里巴巴 java開(kāi)發(fā)手冊(cè)中的規(guī)定：
1、不要定義為static變量，使用局部變量
2、加鎖：synchronized鎖和Lock鎖
3、使用ThreadLocal方式
4、使用DateTimeFormatter代替SimpleDateFormat（DateTimeFormatter是線(xiàn)程安全的，java 8+支持）
5、使用FastDateFormat 替換SimpleDateFormat（FastDateFormat 是線(xiàn)程安全的，Apache Commons Lang包支持，java8之前推薦此用法）
到此這篇關(guān)于java的SimpleDateFormat線(xiàn)程不安全的幾種解決方案的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java SimpleDateFormat線(xiàn)程不安全內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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