SimpleDateFormat,Calendar 线程非安全的问题
SimpleDateFormat是Java中非常常见的一个类，用来解析和格式化日期字符串。但是SimpleDateFormat在多线程的环境并不是安全的，这个是很容易犯错的部分，接下来讲一下这个问题出现的过程以及解决的思路。
问题描述：
先看代码，用来获取一个月的天数的：
import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Calendar; import java.util.Date; public class DateUtil { /** * 获取月份天数 * @param time 201202 * @return */ public static int getDays(String time) throws Exception { // String time = "201202"; SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMM"); Date date = sdf.parse(time); Calendar c = Calendar.getInstance(); c.setTime(date); int day = c.getActualMaximum(Calendar.DATE); return day; } }
可以看到在这个方法里，每次要获取值的时候就先要创建一个SimpleDateFormat的实例，频繁调用这个方法的情况下很耗性能。为了避免大量实例的频繁创建和销毁，我们通常会使用单例模式或者静态变量进行改造，一般会这么改：
import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Calendar; import java.util.Date; public class DateUtil { private static SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMM"); /** * 获取月份天数 * @param time 201202 * @return */ public static int getDays(String time) throws Exception { // String time = "201202"; Date date = sdf.parse(time); Calendar c = Calendar.getInstance(); c.setTime(date); int day = c.getActualMaximum(Calendar.DATE); return day; } }
此时不管调用多少次这个方法，java虚拟机里只有一个SimpleDateFormat对象，效率和性能肯定要比第一个方法好，这个也是很多程序员选择的方法。但是，在这个多线程的条件下，多个thread共享同一个SimpleDateFormat，而SimpleDateFormat本身又是线程非安全的，这样就很容易出各种问题。
验证问题：
用一个简单的例子验证一下多线程环境下SimpleDateFormat的运行结果：
import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; import java.util.concurrent.CountDownLatch; public class DateUtil { private static SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); public static String format(Date date) { return dateFormat.format(date); } public static Date parse(String dateStr) throws ParseException { return dateFormat.parse(dateStr); } public static void main(String[] args) { final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1); final String[] strs = new String[] {"2016-01-01 10:24:00", "2016-01-02 20:48:00", "2016-01-11 12:24:00"}; for (int i = 0; i < 10; i++) { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { latch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } for (int i = 0; i < 10; i++){ try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "\t" + parse(strs[i % strs.length])); Thread.sleep(100); } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }).start(); } latch.countDown(); } }
看一下运行的结果：
Thread-9 Fri Jan 01 10:24:00 CST 2016 Thread-1 Sat Feb 25 00:48:00 CST 20162017 Thread-5 Sat Feb 25 00:48:00 CST 20162017 Exception in thread "Thread-4" Exception in thread "Thread-6" java.lang.NumberFormatException: For input string: "2002.E20022E" at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:2043) at sun.misc.FloatingDecimal.parseDouble(FloatingDecimal.java:110) at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:538) at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:169) at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2056) at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:2162) at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514) at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364) at DateUtil.parse(DateUtil.java:24) at DateUtil$2.run(DateUtil.java:45)
那么为什么SimpleDateFormat不是线程安全的呢？
查找问题：
首先看一下SimpleDateFormat的源码：
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format()方法先将日期存放到一个Calendar对象中，而这个Calendar在SimpleDateFormat中是以成员变量的形式存在的。随后调用subFormat()时会再次用到成员变量Calendar。这就是问题所在。同样，在parse()方法里也会存在相应的问题。
试想，在多线程环境下，如果两个线程都使用同一个SimpleDateFormat实例，那么就有可能存在其中一个线程修改了calendar后紧接着另一个线程也修改了calendar，那么随后第一个线程用到calendar时已经不是它所期待的值了。
避免问题：
那么，如何保证SimpleDateFormat的线程安全呢？
1.每次使用SimpleDateFormat时都创建一个局部的SimpleDateFormat对象，跟一开始的那个方法一样，但是存在性能上的问题，开销较大。
2.加锁或者同步
import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; 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); } } }
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。
3.使用ThreadLocal
public class DateUtil { private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> local = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() { @Override protected SimpleDateFormat initialValue() { return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); } }; public static String format(Date date) { return local.get().format(date); } public static Date parse(String dateStr) throws ParseException { return local.get().parse(dateStr); } }
使用ThreadLocal可以确保每个线程都可以得到一个单独的SimpleDateFormat对象，既避免了频繁创建对象，也避免了多线程的竞争。
