一、前言

日期的轉(zhuǎn)換與格式化在項(xiàng)目中應(yīng)該是比較常用的了，最近同事小剛出去面試實(shí)在是沒想到被 SimpleDateFormat 給擺了一道…

面試官：項(xiàng)目中的日期轉(zhuǎn)換怎么用的？SimpleDateFormat 用過嗎？能說一下 SimpleDateFormat 線程安全問題嗎，以及如何解決？

同事小剛：用過的，平時(shí)就是在全局定義一個(gè) static 的 SimpleDateFormat，然后在業(yè)務(wù)處理方法（controller）中直接使用，至于線程安全… 這個(gè)… 倒是沒遇到過線程安全問題。

哎，面試官的考察點(diǎn)真的是難以捉摸，吐槽歸吐槽，一起來看看這個(gè)類吧。

二、概述

SimpleDateFormat 類主要負(fù)責(zé)日期的轉(zhuǎn)換與格式化等操作，在多線程的環(huán)境中，使用此類容易造成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及處理的不正確，因?yàn)?SimpleDateFormat 類并不是線程安全的，但在單線程環(huán)境下是沒有問題的。

SimpleDateFormat 在類注釋中也提醒大家不適用于多線程場景：

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.日期格式不同步。 建議為每個(gè)線程創(chuàng)建單獨(dú)的格式實(shí)例。 如果多個(gè)線程同時(shí)訪問一種格式，則必須在外部同步該格式。

來看看阿里巴巴 java 開發(fā)規(guī)范是怎么描述 SimpleDateFormat 的：

三、模擬線程安全問題

無碼無真相，接下來我們創(chuàng)建一個(gè)線程來模擬 SimpleDateFormat 線程安全問題：

創(chuàng)建 MyThread.java 類：

public class MyThread extends Thread{private SimpleDateFormat simpleDateFormat;// 要轉(zhuǎn)換的日期字符串private String dateString;public MyThread(SimpleDateFormat simpleDateFormat, String dateString){this.simpleDateFormat = simpleDateFormat;this.dateString = dateString;}@Overridepublic void run() {try {Date date = simpleDateFormat.parse(dateString);String newDate = simpleDateFormat.format(date).toString();if(!newDate.equals(dateString)){System.out.println("ThreadName=" + this.getName()+ " 報(bào)錯(cuò)了，日期字符串：" + dateString+ " 轉(zhuǎn)換成的日期為：" + newDate);}}catch (ParseException e){e.printStackTrace();}} }

創(chuàng)建執(zhí)行類 Test.java 類：

public class Test {// 一般我們使用SimpleDateFormat的時(shí)候會把它定義為一個(gè)靜態(tài)變量，避免頻繁創(chuàng)建它的對象實(shí)例private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("YYYY-MM-dd");public static void main(String[] args) {String[] dateStringArray = new String[] { "2020-09-10", "2020-09-11", "2020-09-12", "2020-09-13", "2020-09-14"};MyThread[] myThreads = new MyThread[5];// 創(chuàng)建線程for (int i = 0; i < 5; i++) {myThreads[i] = new MyThread(simpleDateFormat, dateStringArray[i]);}// 啟動線程for (int i = 0; i < 5; i++) {myThreads[i].start();}} }

執(zhí)行截圖如下：

從控制臺打印的結(jié)果來看，使用單例的 SimpleDateFormat 類在多線程的環(huán)境中處理日期轉(zhuǎn)換，極易出現(xiàn)轉(zhuǎn)換異常（java.lang.NumberFormatException:multiple points）以及轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤的情況。

四、線程不安全的原因

這個(gè)時(shí)候就需要看看源碼了，format() 格式轉(zhuǎn)換方法：

// 成員變量 Calendar protected Calendar calendar;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; }

我們把重點(diǎn)放在 calendar ，這個(gè) format 方法在執(zhí)行過程中，會操作成員變量 calendar 來保存時(shí)間 calendar.setTime(date) 。

但由于在聲明 SimpleDateFormat 的時(shí)候，使用的是 static 定義的，那么這個(gè) SimpleDateFormat 就是一個(gè)共享變量，SimpleDateFormat 中的 calendar 也就可以被多個(gè)線程訪問到，所以問題就出現(xiàn)了，舉個(gè)例子：

假設(shè)線程 A 剛執(zhí)行完 calendar.setTime(date) 語句，把時(shí)間設(shè)置為 2020-09-01，但線程還沒執(zhí)行完，線程 B 又執(zhí)行了 calendar.setTime(date) 語句，把時(shí)間設(shè)置為 2020-09-02，這個(gè)時(shí)候就出現(xiàn)幻讀了，線程 A 繼續(xù)執(zhí)行下去的時(shí)候，拿到的 calendar.getTime 得到的時(shí)間就是線程B改過之后的。

除了 format() 方法以外，SimpleDateFormat 的 parse 方法也有同樣的問題。

至此，我們發(fā)現(xiàn)了 SimpleDateFormat 的弊端，所以為了解決這個(gè)問題就是不要把 SimpleDateFormat 當(dāng)做一個(gè)共享變量來使用。

五、如何解決線程安全

1、每次使用就創(chuàng)建一個(gè)新的 SimpleDateFormat

創(chuàng)建全局工具類 DateUtils.java

public class DateUtils {public static Date parse(String formatPattern, String dateString) throws ParseException {return new SimpleDateFormat(formatPattern).parse(dateString);}public static String format(String formatPattern, Date date){return new SimpleDateFormat(formatPattern).format(date);} }

所有用到 SimpleDateFormat 的地方全部用 DateUtils 替換，然后看一下執(zhí)行結(jié)果：

好家伙，異常+錯(cuò)誤終于是沒了，這種解決處理錯(cuò)誤的原理就是創(chuàng)建了多個(gè) SimpleDateFormat 類的實(shí)例，在需要用到的地方創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例，就沒有線程安全問題，不過也加重了創(chuàng)建對象的負(fù)擔(dān)，會頻繁地創(chuàng)建和銷毀對象，效率較低。

2、synchronized 鎖

synchronized 就不展開介紹了，不了解的小伙伴請移步 > synchronized的底層原理？

變更一下 DateUtils.java

public class DateUtils {private static final SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");public static Date parse(String formatPattern, String dateString) throws ParseException {synchronized (simpleDateFormat){return simpleDateFormat.parse(dateString);}}public static String format(String formatPattern, Date date) {synchronized (simpleDateFormat){return simpleDateFormat.format(date);}} }

簡單粗暴，synchronized 往上一套也可以解決線程安全問題，缺點(diǎn)自然就是并發(fā)量大的時(shí)候會對性能有影響，因?yàn)槭褂昧?synchronized 加鎖后的多線程就相當(dāng)于串行，線程阻塞，執(zhí)行效率低。

3、ThreadLocal（最佳MVP）

ThreadLocal 是 java 里一種特殊的變量，ThreadLocal 提供了線程本地的實(shí)例，它與普通變量的區(qū)別在于，每個(gè)使用該線程變量的線程都會初始化一個(gè)完全獨(dú)立的實(shí)例副本。

繼續(xù)改造 DateUtils.java

public class DateUtils {private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>(){@Overrideprotected DateFormat initialValue() {return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");}};public static Date parse(String formatPattern, String dateString) throws ParseException {return threadLocal.get().parse(dateString);}public static String format(String formatPattern, Date date) {return threadLocal.get().format(date);} }

ThreadLocal 可以確保每個(gè)線程都可以得到單獨(dú)的一個(gè) SimpleDateFormat 的對象，那么就不會存在競爭問題。

如果項(xiàng)目中還在使用 SimpleDateFormat 的話，推薦這種寫法，但這樣就結(jié)束了嗎？

顯然不是…

六、項(xiàng)目中推薦的寫法

上邊提到的阿里巴巴 java 開發(fā)手冊給出了說明：如果是 JDK8 的應(yīng)用，可以使用 Instant 代替 Date，LocalDateTime 代替 Calendar，DateTimeFormatter 代替 SimpleDateFormat，官方給出的解釋：simple beautiful strong immutable thread-safe。

日期轉(zhuǎn)換，SimpleDateFormat 固然好用，但是現(xiàn)在我們已經(jīng)有了更好地選擇，Java 8 引入了新的日期時(shí)間 API，并引入了線程安全的日期類，一起來看看。

• Instant：瞬時(shí)實(shí)例。
• LocalDate：本地日期，不包含具體時(shí)間 例如：2014-01-14 可以用來記錄生日、紀(jì)念日、加盟日等。
• LocalTime：本地時(shí)間，不包含日期。
• LocalDateTime：組合了日期和時(shí)間，但不包含時(shí)差和時(shí)區(qū)信息。
• ZonedDateTime：最完整的日期時(shí)間，包含時(shí)區(qū)和相對UTC或格林威治的時(shí)差。

新API還引入了 ZoneOffSet 和 ZoneId 類，使得解決時(shí)區(qū)問題更為簡便。

解析、格式化時(shí)間的 DateTimeFormatter 類也進(jìn)行了全部重新設(shè)計(jì)。

例如，我們使用 LocalDate 代替 Date，使用 DateTimeFormatter 代替 SimpleDateFormat，如下所示:

// 當(dāng)前日期和時(shí)間 String DateNow = LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss")); System.out.println(DateNow);

這樣就避免了 SimpleDateFormat 的線程不安全問題啦。

此時(shí)的 DateUtils.java

public class DateUtils {public static final DateTimeFormatter DATE_TIME_FORMATTER = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");public static LocalDate parse(String dateString){return LocalDate.parse(dateString, DATE_TIME_FORMATTER);}public static String format(LocalDate target) {return target.format(DATE_TIME_FORMATTER);} }

七、最后總結(jié)

SimpleDateFormart 線程不安全問題

SimpleDateFormart 繼承自 DateFormart，在 DataFormat 類內(nèi)部有一個(gè) Calendar 對象引用，SimpleDateFormat 轉(zhuǎn)換日期都是靠這個(gè) Calendar 對象來操作的，比如 parse(String)，format(date) 等類似的方法，Calendar 在用的時(shí)候是直接使用的，而且是改變了 Calendar 的值，這樣情況在多線程下就會出現(xiàn)線程安全問題，如果 SimpleDateFormart 是靜態(tài)的話，那么多個(gè) thread 之間就會共享這個(gè) SimpleDateFormart，同時(shí)也會共享這個(gè) Calendar 引用，那么就出現(xiàn)數(shù)據(jù)賦值覆蓋情況，也就是線程安全問題。(現(xiàn)在項(xiàng)目中用到日期轉(zhuǎn)換，都是使用的 java 8 中的 LocalDate，或者 LocalDateTime，本質(zhì)是這些類是不可變類，不可變一定程度上保證了線程安全)。

解決方式

在多線程下可以使用 ThreadLocal 修飾 SimpleDateFormart，ThreadLocal 可以確保每個(gè)線程都可以得到單獨(dú)的一個(gè) SimpleDateFormat 的對象，那么就不會存在競爭問題。

項(xiàng)目中推薦的寫法

java 8 中引入新的日期類 API，這些類是不可變的，且線程安全的。

以后面試官再問項(xiàng)目中怎么使用日期轉(zhuǎn)換的，盡量就不要說 SimpleDateFormat 了。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的为什么SimpleDateFormat不是线程安全的？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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