想必大家對SimpleDateFormat并不陌生。SimpleDateFormat 是 Java 中一個非常常用的類，該類用來對日期字符串進行解析和格式化輸出，但如果使用不小心會導致非常微妙和難以調(diào)試的問題，因為 DateFormat 和 SimpleDateFormat 類不都是線程安全的，在多線程環(huán)境下調(diào)用 format() 和 parse() 方法應該使用同步代碼來避免問題。下面我們通過一個具體的場景來一步步的深入學習和理解SimpleDateFormat類。

　　一.引子
　　我們都是優(yōu)秀的程序員，我們都知道在程序中我們應當盡量少的創(chuàng)建SimpleDateFormat 實例，因為創(chuàng)建這么一個實例需要耗費很大的代價。在一個讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)導出到excel文件的例子當中，每次處理一個時間信息的時候，就需要創(chuàng)建一個SimpleDateFormat實例對象，然后再丟棄這個對象。大量的對象就這樣被創(chuàng)建出來，占用大量的內(nèi)存和 jvm空間。代碼如下：

package com.peidasoft.dateformat;import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date;public class DateUtil {public static String formatDate(Date date)throws ParseException{SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");return sdf.format(date);}public static Date parse(String strDate) throws ParseException{SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");return sdf.parse(strDate);} }

　　你也許會說，OK，那我就創(chuàng)建一個靜態(tài)的simpleDateFormat實例，然后放到一個DateUtil類（如下）中，在使用時直接使用這個實例進行操作，這樣問題就解決了。改進后的代碼如下：

package com.peidasoft.dateformat;import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date;public class DateUtil {private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");public static String formatDate(Date date)throws ParseException{return sdf.format(date);}public static Date parse(String strDate) throws ParseException{return sdf.parse(strDate);} }

　　當然，這個方法的確很不錯，在大部分的時間里面都會工作得很好。但當你在生產(chǎn)環(huán)境中使用一段時間之后，你就會發(fā)現(xiàn)這么一個事實：它不是線程安全的。在正常的測試情況之下，都沒有問題，但一旦在生產(chǎn)環(huán)境中一定負載情況下時，這個問題就出來了。他會出現(xiàn)各種不同的情況，比如轉(zhuǎn)化的時間不正確，比如報錯，比如線程被掛死等等。我們看下面的測試用例，那事實說話：

package com.peidasoft.dateformat;import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date;public class DateUtil {private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");public static String formatDate(Date date)throws ParseException{return sdf.format(date);}public static Date parse(String strDate) throws ParseException{return sdf.parse(strDate);} } package com.peidasoft.dateformat;import java.text.ParseException; import java.util.Date;public class DateUtilTest {public static class TestSimpleDateFormatThreadSafe extends Thread {@Overridepublic void run() {while(true) {try {this.join(2000);} catch (InterruptedException e1) {e1.printStackTrace();}try {System.out.println(this.getName()+":"+DateUtil.parse("2013-05-24 06:02:20"));} catch (ParseException e) {e.printStackTrace();}}} }public static void main(String[] args) {for(int i = 0; i < 3; i++){new TestSimpleDateFormatThreadSafe().start();}} }

　　執(zhí)行輸出如下：

Exception in thread "Thread-1" java.lang.NumberFormatException: multiple pointsat sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1082)at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:510)at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:151)at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:1302)at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1589)at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1311)at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:335)at com.peidasoft.orm.dateformat.DateNoStaticUtil.parse(DateNoStaticUtil.java:17)at com.peidasoft.orm.dateformat.DateUtilTest$TestSimpleDateFormatThreadSafe.run(DateUtilTest.java:20) Exception in thread "Thread-0" java.lang.NumberFormatException: multiple pointsat sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1082)at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:510)at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:151)at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:1302)at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1589)at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1311)at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:335)at com.peidasoft.orm.dateformat.DateNoStaticUtil.parse(DateNoStaticUtil.java:17)at com.peidasoft.orm.dateformat.DateUtilTest$TestSimpleDateFormatThreadSafe.run(DateUtilTest.java:20) Thread-2:Mon May 24 06:02:20 CST 2021 Thread-2:Fri May 24 06:02:20 CST 2013 Thread-2:Fri May 24 06:02:20 CST 2013 Thread-2:Fri May 24 06:02:20 CST 2013

　　說明：Thread-1和Thread-0報java.lang.NumberFormatException: multiple points錯誤，直接掛死，沒起來；Thread-2 雖然沒有掛死，但輸出的時間是有錯誤的，比如我們輸入的時間是：2013-05-24 06:02:20 ，當會輸出：Mon May 24 06:02:20 CST 2021 這樣的靈異事件。

　　二.原因

　　作為一個專業(yè)程序員，我們當然都知道，相比于共享一個變量的開銷要比每次創(chuàng)建一個新變量要小很多。上面的優(yōu)化過的靜態(tài)的SimpleDateFormat版，之所在并發(fā)情況下回出現(xiàn)各種靈異錯誤，是因為SimpleDateFormat和DateFormat類不是線程安全的。我們之所以忽視線程安全的問題，是因為從SimpleDateFormat和DateFormat類提供給我們的接口上來看，實在讓人看不出它與線程安全有何相干。只是在JDK文檔的最下面有如下說明：

　　SimpleDateFormat中的日期格式不是同步的。推薦（建議）為每個線程創(chuàng)建獨立的格式實例。如果多個線程同時訪問一個格式，則它必須保持外部同步。

　　JDK原始文檔如下：
　　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.

　　下面我們通過看JDK源碼來看看為什么SimpleDateFormat和DateFormat類不是線程安全的真正原因：

　　SimpleDateFormat繼承了DateFormat,在DateFormat中定義了一個protected屬性的 Calendar類的對象：calendar。只是因為Calendar累的概念復雜，牽扯到時區(qū)與本地化等等，Jdk的實現(xiàn)中使用了成員變量來傳遞參數(shù)，這就造成在多線程的時候會出現(xiàn)錯誤。

　　在format方法里，有這樣一段代碼：

private StringBuffer format(Date date, StringBuffer toAppendTo,FieldDelegate delegate) {// Convert input date to time field listcalendar.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;}

　　calendar.setTime(date)這條語句改變了calendar，稍后，calendar還會用到（在subFormat方法里），而這就是引發(fā)問題的根源。想象一下，在一個多線程環(huán)境下，有兩個線程持有了同一個SimpleDateFormat的實例，分別調(diào)用format方法：
　　線程1調(diào)用format方法，改變了calendar這個字段。
　　中斷來了。
　　線程2開始執(zhí)行，它也改變了calendar。
　　又中斷了。
　　線程1回來了，此時，calendar已然不是它所設的值，而是走上了線程2設計的道路。如果多個線程同時爭搶calendar對象，則會出現(xiàn)各種問題，時間不對，線程掛死等等。
　　分析一下format的實現(xiàn)，我們不難發(fā)現(xiàn)，用到成員變量calendar，唯一的好處，就是在調(diào)用subFormat時，少了一個參數(shù)，卻帶來了這許多的問題。其實，只要在這里用一個局部變量，一路傳遞下去，所有問題都將迎刃而解。
　　這個問題背后隱藏著一個更為重要的問題--無狀態(tài)：無狀態(tài)方法的好處之一，就是它在各種環(huán)境下，都可以安全的調(diào)用。衡量一個方法是否是有狀態(tài)的，就看它是否改動了其它的東西，比如全局變量，比如實例的字段。format方法在運行過程中改動了SimpleDateFormat的calendar字段，所以，它是有狀態(tài)的。

　　這也同時提醒我們在開發(fā)和設計系統(tǒng)的時候注意下一下三點:

　　1.自己寫公用類的時候，要對多線程調(diào)用情況下的后果在注釋里進行明確說明

　　2.對線程環(huán)境下，對每一個共享的可變變量都要注意其線程安全性

　　3.我們的類和方法在做設計的時候，要盡量設計成無狀態(tài)的

　　三.解決辦法

　　1.需要的時候創(chuàng)建新實例：

package com.peidasoft.dateformat;import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date;public class DateUtil {public static String formatDate(Date date)throws ParseException{SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");return sdf.format(date);}public static Date parse(String strDate) throws ParseException{SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");return sdf.parse(strDate);} }

　　說明：在需要用到SimpleDateFormat?的地方新建一個實例，不管什么時候，將有線程安全問題的對象由共享變?yōu)榫植克接卸寄鼙苊舛嗑€程問題，不過也加重了創(chuàng)建對象的負擔。在一般情況下，這樣其實對性能影響比不是很明顯的。

　　2.使用同步：同步SimpleDateFormat對象

package com.peidasoft.dateformat;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);}} }

　　說明：當線程較多時，當一個線程調(diào)用該方法時，其他想要調(diào)用此方法的線程就要block，多線程并發(fā)量大的時候會對性能有一定的影響。

　　3.使用ThreadLocal：　

package com.peidasoft.dateformat;import java.text.DateFormat; import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date;public class ConcurrentDateUtil {private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>() {@Overrideprotected 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);} }

　　另外一種寫法：

package com.peidasoft.dateformat;import java.text.DateFormat; import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date;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);} }

　　說明：使用ThreadLocal, 也是將共享變量變?yōu)楠毾?#xff0c;線程獨享肯定能比方法獨享在并發(fā)環(huán)境中能減少不少創(chuàng)建對象的開銷。如果對性能要求比較高的情況下，一般推薦使用這種方法。

　　4.拋棄JDK，使用其他類庫中的時間格式化類：

　　1.使用Apache commons 里的FastDateFormat，宣稱是既快又線程安全的SimpleDateFormat, 可惜它只能對日期進行format, 不能對日期串進行解析。

　　2.使用Joda-Time類庫來處理時間相關(guān)問題

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　　做一個簡單的壓力測試，方法一最慢，方法三最快，但是就算是最慢的方法一性能也不差，一般系統(tǒng)方法一和方法二就可以滿足，所以說在這個點很難成為你系統(tǒng)的瓶頸所在。從簡單的角度來說，建議使用方法一或者方法二，如果在必要的時候，追求那么一點性能提升的話，可以考慮用方法三，用ThreadLocal做緩存。

　　Joda-Time類庫對時間處理方式比較完美，建議使用。

　　參考資料：

　　1.http://dreamhead.blogbus.com/logs/215637834.html

　　2.http://www.blogjava.net/killme2008/archive/2011/07/10/354062.html

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出處：http://www.cnblogs.com/peida/archive/2013/05/31/3070790.html

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/yuechuan/p/8981307.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的（转）关于SimpleDateFormat安全的时间格式化线程安全问题的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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