java老鸟教你如何高效优雅的进行时间格式化

怼烎@ 2022-10-14 05:29 179阅读 0赞

# 前言 #

在日常项目开发过程中，相信大家一定都经常遇到时间格式化的场景。很多人可能都感觉非常简单，但是你的时间格式化方法真的优雅高效吗？

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# 一、常见时间格式化方式 #

public static void main(String[] args) { 
            Date now = new Date(); // 创建一个Date对象，获取当前时间
            String strDateFormat = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
    
            //新人菜鸟实现
            SimpleDateFormat f = new SimpleDateFormat(strDateFormat);
            System.out.println("SimpleDateFormat:" + f.format(now)); // 将当前时间袼式化为指定的格式
    
            //java8进阶实现
            LocalDateTime localDateTime = now.toInstant().atZone(ZoneId.systemDefault()).toLocalDateTime();
            String result =  localDateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern(strDateFormat));
            System.out.println("DateTimeFormatter:"+result);
    
            //common-lang3老鸟实现
            result  = DateFormatUtils.format(now,strDateFormat);
            System.out.println("DateFormatUtils:"+result);
    
        }

# 二、分析 #

## 方式一：新人菜鸟实现 ##

很多新人喜欢采用SimpleDateFormat进行时间格式化，这也是java8之前，jdk默认提供的时间格式化实现方式，它最大的问题是非线程安全的。

**原因：**  
在多线程环境下，当多个线程同时使用相同的SimpleDateFormat对象（如static修饰）的话，如调用format方法时，多个线程会同时调用calender.setTime方法，导致time被别的线程修改，因此线程是不安全的。

/** * SimpleDateFormat线程安全测试 */
    public class SimpleDateFormatTest { 
        private SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    
        ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(10, 100, 1, TimeUnit.MINUTES, new LinkedBlockingQueue<>(1000), new MyThreadFactory("SimpleDateFormatTest"));
    
    
        public void test() { 
            while (true) { 
                poolExecutor.execute(new 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(dateString.equals(dateString2));
                        } catch (ParseException e) { 
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
            }
        }

输出：

true
    false
    true
    true
    false

出现了false，说明线程不安全

**format方法源码分析：**

protected Calendar calendar;
    
     // 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);
    
            boolean useDateFormatSymbols = useDateFormatSymbols();
    
            for (int i = 0; i < compiledPattern.length; ) { 
                int tag = compiledPattern[i] >>> 8;
                int count = compiledPattern[i++] & 0xff;
                if (count == 255) { 
                    count = compiledPattern[i++] << 16;
                    count |= compiledPattern[i++];
                }
    
                switch (tag) { 
                case TAG_QUOTE_ASCII_CHAR:
                    toAppendTo.append((char)count);
                    break;
    
                case TAG_QUOTE_CHARS:
                    toAppendTo.append(compiledPattern, i, count);
                    i += count;
                    break;
    
                default:
                    subFormat(tag, count, delegate, toAppendTo, useDateFormatSymbols);
                    break;
                }
            }
            return toAppendTo;
        }

可以看到，多个线程之间共享变量calendar，并修改calendar。因此在多线程环境下，当多个线程同时使用相同的SimpleDateFormat对象（如static修饰）的话，如调用format方法时，多个线程会同时调用calender.setTime方法，导致time被别的线程修改，因此线程是不安全的。

此外，parse方法也是线程不安全的，parse方法实际调用的是CalenderBuilder的establish来进行解析，其方法中主要步骤不是原子操作。

**解决方案：**  
　　1、将SimpleDateFormat定义成局部变量  
　　2、 加一把线程同步锁：synchronized(lock)  
　　3、使用ThreadLocal，每个线程都拥有自己的SimpleDateFormat对象副本。

## 方式二：java8进阶实现 ##

java8后，推荐使用DateTimeFormatter代替SimpleDateFormat。  
**DateTimeFormatter是线程安全的**，默认提供了很多格式化方法，也可以通过ofPattern方法创建自定义格式化方法。

//java8进阶实现
            LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
            String result =  localDateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
            System.out.println("DateTimeFormatter:"+result);

需要注意的是，java8的时候格式化都是针对LocalDate和LocalDateTime对象，其中LocalDateTime包含时分秒，而LocalDate只包含年月日，没有时分秒信息。

Java8 日期时间API，新增了LocalDate、LocalDateTime、LocalTime等线程安全类：

LocalDate：只有日期，诸如：2019-07-13  
LocalTime：只有时间，诸如：08:30  
LocalDateTime：日期+时间，诸如：2019-07-13 08:30

由于java8的时候格式化API都是针对LocalDate和LocalDateTime对象，所以date对象和LocalDate、LocalDateTime对象的相互转化就非常重要。

### 1、Date转换成LocalDate ###

public static LocalDate date2LocalDate(Date date) { 
        if(null == date) { 
            return null;
        }
        return date.toInstant().atZone(ZoneId.systemDefault()).toLocalDate();
    }

### 2、Date转换成LocalDateTime ###

public static LocalDateTime date2LocalDateTime(Date date) { 
        if(null == date) { 
            return null;
        }
        return date.toInstant().atZone(ZoneId.systemDefault()).toLocalDateTime();
    }

### 3、LocalDate转换成Date ###

public static Date localDate2Date(LocalDate localDate) { 
        if(null == localDate) { 
            return null;
        }
        ZonedDateTime zonedDateTime = localDate.atStartOfDay(ZoneId.systemDefault());
        return Date.from(zonedDateTime.toInstant());
    }

### 4、LocalDateTime转换成Date ###

public static Date localDateTime2Date(LocalDateTime localDateTime) { 
            return Date.from(localDateTime.atZone(ZoneId.systemDefault()).toInstant());
        }

## 方式三：common-lang3老鸟实现 ##

相信大家在项目开发过程中都多少使用过common-lang3中的一些API，都非常简单实用。在时间格式化方面，也给我们提供了非常好用的工具类DateFormatUtils。  
这也是我最推荐的方式。

需要在项目中引入common-lang3的依赖。

<dependency>
                <groupId>org.apache.commons</groupId>
                <artifactId>commons-lang3</artifactId>
                <version>3.11</version>
            </dependency>

DateFormatUtils使用示例：

Date now = new Date(); // 创建一个Date对象，获取当前时间
    String strDateFormat = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
    String result  = DateFormatUtils.format(now,strDateFormat);
    System.out.println("DateFormatUtils:"+result);

**好处：**  
1、线程安全  
2、简单高效  
3、占用更小的内存

DateFormatUtils.format的内部实现中，是通过FastDateFormat进行时间格式化，而且对FastDateFormat对象进行了缓存处理，保证相同模式的格式化类型下不用重复生成FastDateFormat对象。

FastDateFormat df = FastDateFormat.getInstance(pattern, timeZone, locale);

**推荐使用方式：**

/** * @Description 时间格式化工具类 * @Date 2021/5/26 11:40 上午 * @Version 1.0 * @Copyright 2019-2021 */
    public class DateUtils extends DateFormatUtils { 
          //继承DateFormatUtils
    
          //自定义的时间相关方法
    }

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# 总结 #

1、介绍了java时间格式化的3种常用方式。  
2、SimpleDateFormat时间格式化主要的问题是非线程安全，多线程情况下会出现问题，通过跟踪源码说明了SimpleDateFormat非线程安全的原因，并提供了相应的解决方案。  
3、介绍了java8下推荐的采用DateTimeFormatter进行时间格式化的使用方式，并提供了date到LocalDateTime、LocalDate的转换方式。  
4、采用common-lang3中的DateFormatUtils实现时间格式化是我最推荐的，线程安全、API简单高效、占用内存低。并推荐了通过继承DateFormatUtils对象封装自己的时间工具类DateUtils方式。