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还在用 SimpleDateFormat 做时间格式化？小心项目崩掉
2022-06-24 19:43:00 【锐湃】
SimpleDateFormat.parse()方法的线程安全问题错误示例
非线程安全原因分析
解决方法
SimpleDateFormat.format()方法的线程安全问题错误示例
非线程安全原因分析
解决方法
SimpleDateFormat在多线程环境下存在线程安全问题。
1 SimpleDateFormat.parse() 方法的线程安全问题
1.1 错误示例
错误使用SimpleDateFormat.parse()的代码如下:
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线程不安全，没有保证线程安全(没有加锁)的情况下，禁止使用全局SimpleDateFormat,否则报错 NumberFormatException
*
* private static final SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
*/
for (int i = 0; i < 20; ++i) {
Thread thread = new Thread(() -> {
try {
// 错误写法会导致线程安全问题
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();
}
}
}
报错：
1.2 非线程安全原因分析
查看源码中可以看到：SimpleDateFormat继承DateFormat类，SimpleDateFormat转换日期是通过继承自DateFormat类的Calendar对象来操作的，Calendar对象会被用来进行日期-时间计算，既被用于format方法也被用于parse方法。
SimpleDateFormat 的 parse(String source) 方法 会调用继承自父类的 DateFormat 的 parse(String source) 方法
DateFormat 的 parse(String source) 方法会调用SimpleDateFormat中重写的 parse(String text, ParsePosition pos) 方法，该方法中有个地方需要关注
SimpleDateFormat 中重写的 parse(String text, ParsePosition pos) 方法中调用了 establish(calendar) 这个方法：
该方法中调用了 Calendar 的 clear() 方法
可以发现整个过程中Calendar对象它并不是线程安全的，如果，a线程将calendar清空了，calendar 就没有新值了，恰好此时b线程刚好进入到parse方法用到了calendar对象，那就会产生线程安全问题了！
正常情况下：
非线程安全的流程：
1.3 解决方法
方法1：每个线程都new一个SimpleDateFormat
import java.text.SimpleDateFormat;
public class SimpleDateFormatTest {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 20; ++i) {
Thread thread = new Thread(() -> {
try {
// 每个线程都new一个
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等方式加锁
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 < 20; ++i) {
Thread thread = new Thread(() -> {
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 为每个线程创建一个独立变量
import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
public class SimpleDateFormatTest {
private static final ThreadLocal<DateFormat> 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 < 20; ++i) {
Thread thread = new Thread(() -> {
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的详细使用细节见：
https://blog.csdn.net/QiuHaoqian/article/details/117077792
2 SimpleDateFormat.format() 方法的线程安全问题
2.1 错误示例
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 {
// 时间格式化对象
private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("mm:ss");
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 创建线程池执行任务
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
// 执行任务
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Date date = new Date(finalI * 1000); // 得到时间对象
formatAndPrint(date); // 执行时间格式化
}
});
}
threadPool.shutdown(); // 线程池执行完任务之后关闭
}
/**
* 格式化并打印时间
*/
private static void formatAndPrint(Date date) {
String result = simpleDateFormat.format(date); // 执行格式化
System.out.println("时间：" + result); // 打印最终结果
}
} 
从上述结果可以看出，程序的打印结果竟然有重复内容的，正确的情况应该是没有重复的时间才对。
2.2 非线程安全原因分析
为了找到问题所在，查看 SimpleDateFormat 中 format 方法的源码来排查一下问题，format 源码如下：
从上述源码可以看出，在执行 SimpleDateFormat.format() 方法时，会使用 calendar.setTime() 方法将输入的时间进行转换，那么我们想想一下这样的场景：
线程 1 执行了
calendar.setTime(date)方法，将用户输入的时间转换成了后面格式化时所需要的时间；线程 1 暂停执行，线程 2 得到 CPU 时间片开始执行；
线程 2 执行了
calendar.setTime(date)方法，对时间进行了修改；线程 2 暂停执行，线程 1 得出 CPU 时间片继续执行，因为线程 1 和线程 2 使用的是同一对象，而时间已经被线程 2 修改了，所以此时当线程 1 继续执行的时候就会出现线程安全的问题了。
正常的情况下，程序的执行是这样的：
非线程安全的执行流程是这样的：
2.3 解决方法
同样有三种解决方法
方法1：每个线程都new一个SimpleDateFormat
public class SimpleDateFormatTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 创建线程池执行任务
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
// 执行任务
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 得到时间对象
Date date = new Date(finalI * 1000);
// 执行时间格式化
formatAndPrint(date);
}
});
}
// 线程池执行完任务之后关闭
threadPool.shutdown();
}
/**
* 格式化并打印时间
*/
private static void formatAndPrint(Date date) {
String result = new SimpleDateFormat("mm:ss").format(date); // 执行格式化
System.out.println("时间：" + result); // 打印最终结果
}
}
方式2：synchronized等方式加锁
所有的线程必须排队执行某些业务才行，这样无形中就降低了程序的运行效率了
public class SimpleDateFormatTest {
// 时间格式化对象
private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("mm:ss");
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 创建线程池执行任务
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
10, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
// 执行任务
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Date date = new Date(finalI * 1000); // 得到时间对象
formatAndPrint(date); // 执行时间格式化
}
});
}
// 线程池执行完任务之后关闭
threadPool.shutdown();
}
/**
* 格式化并打印时间
*/
private static void formatAndPrint(Date date) {
// 执行格式化
String result = null;
// 加锁
synchronized (SimpleDateFormatTest.class) {
result = simpleDateFormat.format(date);
}
// 打印最终结果
System.out.println("时间：" + result);
}
}
方式3：使用ThreadLocal 为每个线程创建一个独立变量
public class SimpleDateFormatTest {
// 创建 ThreadLocal 并设置默认值
private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormatThreadLocal =
ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat("mm:ss"));
public static void main(String[] args) {
// 创建线程池执行任务
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 60,
TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
// 执行任务
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
// 执行任务
threadPool.execute(() -> {
Date date = new Date(finalI * 1000); // 得到时间对象
formatAndPrint(date); // 执行时间格式化
});
}
threadPool.shutdown(); // 线程池执行完任务之后关闭
}
/**
* 格式化并打印时间
*/
private static void formatAndPrint(Date date) {
String result = dateFormatThreadLocal.get().format(date); // 执行格式化
System.out.println("时间：" + result); // 打印最终结果
}
}
来源：blog.csdn.net/QiuHaoqian/article/
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