SimpleDateFormat线程不安全及解决办法

古城微笑少年丶 2021-11-09 13:42 384阅读 0赞

线程不安全问题

暂时解决方案

不声明全局变量;

声明局部变量,使用时单独调用,性能较差;

SimpleDateFormat 是 Java 中一个非常常用的类，该类用来对日期字符串进行解析和格式化输出，但如果使用不小心会导致非常微妙和难以调试的问题，因为 DateFormat 和 SimpleDateFormat 类不都是线程安全的，在多线程环境下调用 format() 和 parse() 方法应该使用同步代码来避免问题

## df和sdf不安全的原因在于: ##

SimpleDateFormat中的日期格式不是同步的。推荐（建议）为每个线程创建独立的格式实例。如果多个线程同时访问一个格式，则它必须保持外部同步。

JDK原始文档如下：  
　　Synchronization：  
　　Date formats are not synchronized.   
　　It is recommended to create separate format instances for each thread.   
　　If multiple threads access a format concurrently, it must be synchronized externally.

下面我们通过看JDK源码来看看为什么SimpleDateFormat和DateFormat类不是线程安全的真正原因：

SimpleDateFormat继承了DateFormat,在DateFormat中定义了一个protected属性的 Calendar类的对象：calendar。只是因为Calendar累的概念复杂，牵扯到时区与本地化等等，Jdk的实现中使用了成员变量来传递参数，这就造成在多线程的时候会出现错误。

calendar.setTime(date)这条语句改变了calendar，稍后，calendar还会用到（在subFormat方法里），而这就是引发问题的根源。想象一下，在一个多线程环境下，有两个线程持有了同一个SimpleDateFormat的实例，分别调用format方法：  
　　线程1调用format方法，改变了calendar这个字段。  
　　中断来了。  
　　线程2开始执行，它也改变了calendar。  
　　又中断了。  
　　线程1回来了，此时，calendar已然不是它所设的值，而是走上了线程2设计的道路。如果多个线程同时争抢calendar对象，则会出现各种问题，时间不对，线程挂死等等。  
　　分析一下format的实现，我们不难发现，用到成员变量calendar，唯一的好处，就是在调用subFormat时，少了一个参数，却带来了这许多的问题。其实，只要在这里用一个局部变量，一路传递下去，所有问题都将迎刃而解。  
　　这个问题背后隐藏着一个更为重要的问题--无状态：无状态方法的好处之一，就是它在各种环境下，都可以安全的调用。衡量一个方法是否是有状态的，就看它是否改动了其它的东西，比如全局变量，比如实例的字段。format方法在运行过程中改动了SimpleDateFormat的calendar字段，所以，它是有状态的。

## 解决方法 ##

### 方法1:局部变量 ###

需要的时候创建新实例.

在需要用到SimpleDateFormat 的地方新建一个实例，不管什么时候，将有线程安全问题的对象由共享变为局部私有都能避免多线程问题，不过也加重了创建对象的负担。在一般情况下，这样其实对性能影响比不是很明显的.

### 方法二:全局变量使用同步锁 ###

public class DateSyncUtil {
    
        private static SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
          
        public static String formatDate(Date date)throws ParseException{
            synchronized(sdf){
                return sdf.format(date);
            }  
        }
        
        public static Date parse(String strDate) throws ParseException{
            synchronized(sdf){
                return sdf.parse(strDate);
            }
        } 
    }

说明：当线程较多时，当一个线程调用该方法时，其他想要调用此方法的线程就要block，多线程并发量大的时候会对性能有一定的影响。

### 方法三:使用ThreadLocal：　 ###

public class ThreadLocalDateUtil {
        private static final String date_format = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
        private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>(); 
     
        public static DateFormat getDateFormat()   
        {  
            DateFormat df = threadLocal.get();  
            if(df==null){  
                df = new SimpleDateFormat(date_format);  
                threadLocal.set(df);  
            }  
            return df;  
        }  
    
        public static String formatDate(Date date) throws ParseException {
            return getDateFormat().format(date);
        }
    
        public static Date parse(String strDate) throws ParseException {
            return getDateFormat().parse(strDate);
        }   
    }

或者使用

public class ConcurrentDateUtil {
    
        private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>() {
            @Override
            protected DateFormat initialValue() {
                return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            }
        };
    
        public static Date parse(String dateStr) throws ParseException {
            return threadLocal.get().parse(dateStr);
        }
    
        public static String format(Date date) {
            return threadLocal.get().format(date);
        }
    }

说明：使用ThreadLocal, 也是将共享变量变为独享，线程独享肯定能比方法独享在并发环境中能减少不少创建对象的开销。如果对性能要求比较高的情况下，一般推荐使用这种方法。

所以有时候,在性能要不要求的情况下,我也感觉方法三是挺优雅的...

毕竟我们要写最优雅的代码;

## TIPS: ##

这也同时提醒我们在开发和设计系统的时候注意下一下三点:

1.自己写公用类的时候，要对多线程调用情况下的后果在注释里进行明确说明

2.对线程环境下，对每一个共享的可变变量都要注意其线程安全性

3.我们的类和方法在做设计的时候，要尽量设计成无状态的