java的SimpleDateFormat线程不安全怎么办

这篇文章主要为大家展示了“java的SimpleDateFormat线程不安全怎么办”，内容简而易懂，条理清晰，希望能够帮助大家解决疑惑，下面让小编带领大家一起研究并学习一下“java的SimpleDateFormat线程不安全怎么办”这篇文章吧。

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：

// 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);	...     }

问题就出在成员变量calendar，如果在使用SimpleDateFormat时，用static定义，那SimpleDateFormat变成了共享变量。那SimpleDateFormat中的calendar就可以被多个线程访问到。

SimpleDateFormat的parse方法也是线程不安全的：

 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;    }

由源码可知，最后是调用**parsedDate = calb.establish(calendar).getTime();**获取返回值。方法的参数是calendar，calendar可以被多个线程访问到，存在线程不安全问题。

我们再来看看**calb.establish(calendar)**的源码

calb.establish(calendar)方法先后调用了cal.clear()和cal.set(),先清理值，再设值。但是这两个操作并不是原子性的，也没有线程安全机制来保证，导致多线程并发时，可能会引起cal的值出现问题了。

验证SimpleDateFormat线程不安全

public class SimpleDateFormatDemoTest {	private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");     public static void main(String[] args) {     	//1、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 ");	}         }     } }

出现了两次false，说明线程是不安全的。而且还抛异常，这个就严重了。

解决方案

解决方案1：不要定义为static变量，使用局部变量

就是要使用SimpleDateFormat对象进行format或parse时，再定义为局部变量。就能保证线程安全。

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 ");	}	}     } }

由图可知，已经保证了线程安全，但这种方案不建议在高并发场景下使用，因为会创建大量的SimpleDateFormat对象，影响性能。

解决方案2：加锁：synchronized锁和Lock锁 加synchronized锁

SimpleDateFormat对象还是定义为全局变量，然后需要调用SimpleDateFormat进行格式化时间时，再用synchronized保证线程安全。

public class SimpleDateFormatDemoTest2 {	private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");     public static void main(String[] args) {     	//1、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 ");	}	}     } }

如图所示，线程是安全的。定义了全局变量SimpleDateFormat，减少了创建大量SimpleDateFormat对象的损耗。但是使用synchronized锁，
同一时刻只有一个线程能执行锁住的代码块，在高并发的情况下会影响性能。但这种方案不建议在高并发场景下使用

加Lock锁

加Lock锁和synchronized锁原理是一样的，都是使用锁机制保证线程的安全。

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、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();	}	}     } }

由结果可知，加Lock锁也能保证线程安全。要注意的是，最后一定要释放锁，代码里在finally里增加了lock.unlock();，保证释放锁。
在高并发的情况下会影响性能。这种方案不建议在高并发场景下使用

解决方案3：使用ThreadLocal方式

使用ThreadLocal保证每一个线程有SimpleDateFormat对象副本。这样就能保证线程的安全。

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、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();	}	}     } }

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

解决方案4：使用DateTimeFormatter代替SimpleDateFormat

使用DateTimeFormatter代替SimpleDateFormat（DateTimeFormatter是线程安全的，java 8+支持）
DateTimeFormatter介绍 传送门：万字博文教你搞懂java源码的日期和时间相关用法

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 ");	}	}	} }

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

解决方案5：使用FastDateFormat 替换SimpleDateFormat

使用FastDateFormat 替换SimpleDateFormat（FastDateFormat 是线程安全的，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、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 ");	}	}	} }

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  * 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);     ... }

在getInstance 方法中加了ConcurrentMap 做缓存，提高了性能。且我们知道ConcurrentMap 也是线程安全的。

实践

/**  * 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。

以上是“java的SimpleDateFormat线程不安全怎么办”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家都有了一定的了解，希望分享的内容对大家有所帮助，如果还想学习更多知识，欢迎关注亿速云行业资讯频道！