• 问题场景复现
• 多线程不安全原因
• 解决方案
• 只在需要的时候创建新实例，不用static修饰
• synchronized大法好
• ThreadLocal
• 基于JDK1.8的DateTimeFormatter

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：

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：

public class SimpleDateFormatTest {
 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);
 }
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ParseException {
 System.out.println(sdf.format(new Date()));
 }
}
 

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：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ParseException {
 ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(100);
 for (int i = 0; i < 20; i++) {
 service.execute(() -> {
 for (int j = 0; j < 10; j++) {
 try {
 System.out.println(parse("2018-01-02 09:45:59"));
 } catch (ParseException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 });
 }
 // 等待上述的线程执行完
 service.shutdown();
 service.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);
}
 

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

// 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;
}
 

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：

* 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.
 

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

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);
}
 

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

private static final 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);
 }
}
 

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

private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>() {
 @Override
 protected 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);
}
 

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：

public class SimpleDateFormatTest {
 private static final DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
 public static String formatDate2(LocalDateTime date) {
 return formatter.format(date);
 }
 public static LocalDateTime parse2(String dateNow) {
 return LocalDateTime.parse(dateNow, formatter);
 }
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ParseException {
 ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(100);
 // 20个线程
 for (int i = 0; i < 20; i++) {
 service.execute(() -> {
 for (int j = 0; j < 10; j++) {
 try {
 System.out.println(parse2(formatDate2(LocalDateTime.now())));
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 });
 }
 // 等待上述的线程执行完
 service.shutdown();
 service.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);
 }
}
 

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。

* 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？

来源：

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