还在使用 SimpleDateFormat？你的项目崩没？

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来源：http://t.cn/EiYqmll

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日常开发中，我们经常需要使用时间相关类，说到时间相关类，想必大家对SimpleDateFormat并不陌生。主要是用它进行时间的格式化输出和解析，挺方便快捷的，但是SimpleDateFormat并不是一个线程安全的类。在多线程情况下，会出现异常，想必有经验的小伙伴也遇到过。下面我们就来分析分析SimpleDateFormat为什么不安全？是怎么引发的？以及多线程下有那些SimpleDateFormat的解决方案？

先看看《阿里巴巴开发手册》对于SimpleDateFormat是怎么看待的：

附《阿里巴巴Java开发手册》v1.4.0(详尽版)下载链接：https://yfzhou.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blog/img/《阿里巴巴开发手册》v 1.4.0.pdf

问题场景复现

一般我们使用SimpleDateFormat的时候会把它定义为一个静态变量，避免频繁创建它的对象实例，如下代码：

1. copypublic class SimpleDateFormatTest {

2. private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

3. public static String formatDate(Date date) throws ParseException {

4. return sdf.format(date);

5. }

6. public static Date parse(String strDate) throws ParseException {

7. return sdf.parse(strDate);

8. }

9. public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ParseException {

10. System.out.println(sdf.format(new Date()));

11. }

12. }

是不是感觉没什么毛病？单线程下自然没毛病了，都是运用到多线程下就有大问题了。 测试下：

1. copypublic static void main(String[] args) throws InterruptedException, ParseException {

2. ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(100);

3. for (int i = 0; i < 20; i++) {

4. service.execute(() -> {

5. for (int j = 0; j < 10; j++) {

6. try {

7. System.out.println(parse("2018-01-02 09:45:59"));

8. } catch (ParseException e) {

9. e.printStackTrace();

10. }

11. }

12. });

13. }

14. // 等待上述的线程执行完

15. service.shutdown();

16. service.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);

17. }

控制台打印结果：你看这不崩了？部分线程获取的时间不对，部分线程直接报 java.lang.NumberFormatException:multiple points错，线程直接挂死了。

多线程不安全原因

因为我们吧SimpleDateFormat定义为静态变量，那么多线程下SimpleDateFormat的实例就会被多个线程共享，B线程会读取到A线程的时间，就会出现时间差异和其它各种问题。SimpleDateFormat和它继承的DateFormat类也不是线程安全的

来看看SimpleDateFormat的format()方法的源码

1. copy// Called from Format after creating a FieldDelegate

2. private StringBuffer format(Date date, StringBuffer toAppendTo,

3. FieldDelegate delegate) {

4. // Convert input date to time field list

5. calendar.setTime(date);

6. boolean useDateFormatSymbols = useDateFormatSymbols();

7. for (int i = 0; i < compiledPattern.length; ) {

8. int tag = compiledPattern[i] >>> 8;

9. int count = compiledPattern[i++] & 0xff;

10. if (count == 255) {

11. count = compiledPattern[i++] << 16;

12. count |= compiledPattern[i++];

13. }

14. switch (tag) {

15. case TAG_QUOTE_ASCII_CHAR:

16. toAppendTo.append((char)count);

17. break;

18. case TAG_QUOTE_CHARS:

19. toAppendTo.append(compiledPattern, i, count);

20. i += count;

21. break;

22. default:

23. subFormat(tag, count, delegate, toAppendTo, useDateFormatSymbols);

24. break;

25. }

26. }

27. return toAppendTo;

28. }

注意 calendar.setTime(date);，SimpleDateFormat的format方法实际操作的就是Calendar。

因为我们声明SimpleDateFormat为static变量，那么它的Calendar变量也就是一个共享变量，可以被多个线程访问。

假设线程A执行完calendar.setTime(date)，把时间设置成2019-01-02，这时候被挂起，线程B获得CPU执行权。线程B也执行到了calendar.setTime(date)，把时间设置为2019-01-03。线程挂起，线程A继续走，calendar还会被继续使用(subFormat方法)，而这时calendar用的是线程B设置的值了，而这就是引发问题的根源，出现时间不对，线程挂死等等。

其实SimpleDateFormat源码上作者也给过我们提示：

1. copy* Date formats are not synchronized.

2. * It is recommended to create separate format instances for each thread.

3. * If multiple threads access a format concurrently, it must be synchronized

4. * externally.

意思就是

日期格式不同步。 建议为每个线程创建单独的格式实例。 如果多个线程同时访问一种格式，则必须在外部同步该格式。

解决方案

只在需要的时候创建新实例，不用static修饰

1. copy

2. public static String formatDate(Date date) throws ParseException {

3. SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

4. return sdf.format(date);

5. }

6. public static Date parse(String strDate) throws ParseException {

7. SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

8. return sdf.parse(strDate);

9. }

如上代码，仅在需要用到的地方创建一个新的实例，就没有线程安全问题，不过也加重了创建对象的负担，会频繁地创建和销毁对象，效率较低。

synchronized大法好

1. copyprivate static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

2. public static String formatDate(Date date) throws ParseException {

3. synchronized(sdf){

4. return sdf.format(date);

5. }

6. }

7. public static Date parse(String strDate) throws ParseException {

8. synchronized(sdf){

9. return sdf.parse(strDate);

10. }

11. }

简单粗暴，synchronized往上一套也可以解决线程安全问题，缺点自然就是并发量大的时候会对性能有影响，线程阻塞。

ThreadLocal

1. copyprivate static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>() {

2. @Override

3. protected DateFormat initialValue() {

4. return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

5. }

6. };

7. public static Date parse(String dateStr) throws ParseException {

8. return threadLocal.get().parse(dateStr);

9. }

10. public static String format(Date date) {

11. return threadLocal.get().format(date);

12. }

ThreadLocal可以确保每个线程都可以得到单独的一个SimpleDateFormat的对象，那么自然也就不存在竞争问题了。

基于JDK1.8的DateTimeFormatter

也是《阿里巴巴开发手册》给我们的解决方案，对之前的代码进行改造：

1. copypublic class SimpleDateFormatTest {

2. private static final DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

3. public static String formatDate2(LocalDateTime date) {

4. return formatter.format(date);

5. }

6. public static LocalDateTime parse2(String dateNow) {

7. return LocalDateTime.parse(dateNow, formatter);

8. }

9. public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ParseException {

10. ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(100);

11. // 20个线程

12. for (int i = 0; i < 20; i++) {

13. service.execute(() -> {

14. for (int j = 0; j < 10; j++) {

15. try {

16. System.out.println(parse2(formatDate2(LocalDateTime.now())));

17. } catch (Exception e) {

18. e.printStackTrace();

19. }

20. }

21. });

22. }

23. // 等待上述的线程执行完

24. service.shutdown();

25. service.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);

26. }

27. }

运行结果就不贴了，不会出现报错和时间不准确的问题。

DateTimeFormatter源码上作者也加注释说明了，他的类是不可变的，并且是线程安全的。

1. copy* This class is immutable and thread-safe.

ok，现在是不是可以对你项目里的日期工具类进行一波优化了呢？

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