SimpleDateFormat线程不安全原因及解决方案

SimpleDateFormat线程不安全原因及解决方案

 作者：昵称： 杨七 
园龄： 4年4个月 

一、

线程不安全验证：

/**
 * SimpleDateFormat线程安全测试
 * 〈功能详细描述〉
 *
 * @author 17090889
 * @see [相关类/方法]（可选）
 * @since [产品/模块版本] （可选）
 */
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

1、format方法

public StringBuffer format(Date date, StringBuffer toAppendTo,
                               FieldPosition pos)
    {
        pos.beginIndex = pos.endIndex = 0;
        return format(date, toAppendTo, pos.getFieldDelegate());
    }

    // 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;
    }

 protected Calendar calendar;

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。如：

/**
 * SimpleDateFormat线程安全测试
 * 〈功能详细描述〉
 *
 * @author 17090889
 * @see [相关类/方法]（可选）
 * @since [产品/模块版本] （可选）
 */
public class SimpleDateFormatTest {
        private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> THREAD_LOCAL = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() {
        @Override
        protected SimpleDateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        }
    };
    //    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() {
                    SimpleDateFormat simpleDateFormat = THREAD_LOCAL.get();
                    if (simpleDateFormat == null) {
                        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(dateString.equals(dateString2));
                    } catch (ParseException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
                        local.remove();
                    }
                }
            });
        }
    }
}

　　4、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。

　　（1）格式化日期示例：

 LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
 System.out.println(localDateTime); // 2019-11-20T15:04:29.017
 DateTimeFormatter dtf=DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");
 String strDate=localDateTime.format(dtf);
 System.out.println(strDate); // 2019/23/20 15:23:46

　　（2）解析日期

 DateTimeFormatter dtf=DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");
 LocalDateTime localDateTime=LocalDateTime.parse("2019/11/20 15:23:46",dtf);
 System.out.println(localDateTime); // 2019-11-20T15:23:46

 二、使用JDK8全新的日期和时间API

　　1、LocalDate、LocalTime、LocalDateTime

　　Date如果不格式化，打印出的日期可读性极差，可使用LocalDateTime代替。

　　（1）LocalDateTime：获取年月日时分秒等于LocalDate+LocalTime

 LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
 System.out.println(localDateTime); // 2019-11-20T15:04:29.017
 LocalDate localDate = localDateTime.toLocalDate();
 LocalTime localTime = localDateTime.toLocalTime();

　　（2）LocalDate：获取年月日

 LocalDate localDate=LocalDate.now();
 System.out.println(localDate); // 2019-11-20

　　（3）LocalTime：获取时分秒

 LocalTime localTime = LocalTime.now();
 System.out.println(localTime); // 15:14:17.081
 int hour = localTime.getHour();
 int minute = localTime.getMinute();
 int second = localTime.getSecond();

 　　2、Instant