SimpleDateFormat线程不安全原因

本文探讨了SimpleDateFormat在多线程环境下引发的线程安全问题,并提供了几种解决方案,包括在每个线程中创建独立的SimpleDateFormat实例,使用ThreadLocal,以及对共享实例进行同步。

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SimpleDateFormat线上报了各种各样奇怪的格式转换的错误,通过小的demo来解决这个问题

public static void main(String[] args) {
	final DateFormat YYYY_MM_DD_HH_MM_SS = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
	Callable<Date> task = new Callable<Date>() {
		public Date call() throws Exception {
			return YYYY_MM_DD_HH_MM_SS.parse("2016-12-18 15:00:34");
		}
	};
	
	// 创建5个线程的线程池
	ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(5);
	List<Future<Date>> results = new ArrayList<Future<Date>>();
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		results.add(exec.submit(task));
	}
	exec.shutdown();
	// 输出结果
	for (Future<Date> result : results) {
		try {
			System.out.println(result.get());
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (ExecutionException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

错误如下:
[^2]java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.NumberFormatException: multiple points
Sun Dec 18 15:00:34 CST 2016
Sun Dec 18 15:00:34 CST 2016
Sun Dec 18 15:00:34 CST 2016
at java.util.concurrent.FutureTask.report(FutureTask.java:122)
Sun Dec 18 15:00:34 CST 2016
at java.util.concurrent.FutureTask.get(FutureTask.java:188)
at com.lucky.waimai.api.controller.callback.meituan.order.OrderControllerTest.main(OrderControllerTest.java:96)
Caused by: java.lang.NumberFormatException: multiple points
at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1110)
at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:540)
at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:168)
at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:1321)
at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:2088)
at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1455)
at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:355)
at com.lucky.waimai.api.controller.callback.meituan.order.OrderControllerTest$1.call(OrderControllerTest.java:82)
at com.lucky.waimai.api.controller.callback.meituan.order.OrderControllerTest1.call(OrderControllerTest.java:79)atjava.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:262)atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145)atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor1.call(OrderControllerTest.java:79) at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:262) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor1.call(OrderControllerTest.java:79)atjava.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:262)atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145)atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutorWorker.run(ThreadPoolExecutor.java:615)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.NumberFormatException: multiple points
at java.util.concurrent.FutureTask.report(FutureTask.java:122)
at java.util.concurrent.FutureTask.get(FutureTask.java:188)
Sun Dec 18 15:00:34 CST 2016
at com.lucky.waimai.api.controller.callback.meituan.order.OrderControllerTest.main(OrderControllerTest.java:96)
Caused by: java.lang.NumberFormatException: multiple points
at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1110)
at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:540)
at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:168)
at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:1321)
at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1793)
at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1455)
at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:355)
at com.lucky.waimai.api.controller.callback.meituan.order.OrderControllerTest$1.call(OrderControllerTest.java:82)
at com.lucky.waimai.api.controller.callback.meituan.order.OrderControllerTest1.call(OrderControllerTest.java:79)atjava.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:262)atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145)atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor1.call(OrderControllerTest.java:79) at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:262) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor1.call(OrderControllerTest.java:79)atjava.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:262)atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145)atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutorWorker.run(ThreadPoolExecutor.java:615)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.NumberFormatException: For input string: “”
at java.util.concurrent.FutureTask.report(FutureTask.java:122)
at java.util.concurrent.FutureTask.get(FutureTask.java:188)
at com.lucky.waimai.api.controller.callback.meituan.order.OrderControllerTest.main(OrderControllerTest.java:96)
Caused by: java.lang.NumberFormatException: For input string: “”
at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65)
at java.lang.Long.parseLong(Long.java:453)
at java.lang.Long.parseLong(Long.java:483)

查询资料,SimpleDateFormat是线程非安全的,顾需要对之前代码作出改造:

public static void main(String[] args) {
	Callable<Date> task = new Callable<Date>() {
		public Date call() throws Exception {
			DateFormat YYYY_MM_DD_HH_MM_SS = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
			return YYYY_MM_DD_HH_MM_SS.parse("2016-12-18 15:00:34");
		}
	};
	
	// 创建5个线程的线程池
	ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(5);
	List<Future<Date>> results = new ArrayList<Future<Date>>();
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		results.add(exec.submit(task));
	}
	exec.shutdown();
	// 输出结果
	for (Future<Date> result : results) {
		try {
			System.out.println(result.get());
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (ExecutionException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

运行结果如下:
在这里插入图片描述
实质上就是每次在线程开始时都要去初始化SimpleDateFormat,这样每个线程单独分配空间,就可以避免线程非安全问题。

format方法为什么不线程安全
1.有一个共享变量calendar,而这个共享变量的访问没有做到线程安全

2.当使用format方法时,实际是给calent共享变量设置date值,然后调用subFormat将date转化成字符串

解决此类问题还可以有更多的办法,提供如下,工大家自己实践:
1.创建一个共享的SimpleDateFormat实例变量,但是在使用的时候,需要对这个变量进行同步

2.使用ThreadLocal为每个线程都创建一个线程独享SimpleDateFormat变量

3.需要的时候创建局部变量

### SimpleDateFormat线程安全原因 `SimpleDateFormat` 类本身线程安全的,其内部维护了一个 `Calendar` 实现对象用于解析和格式化日期[^1]。当多个线程同时访问同一个 `SimpleDateFormat` 实例时,可能会因为共享状态而导致可预测的结果。例如,在多线程环境下调用 `format()` 或 `parse()` 方法可能导致数据覆盖或异常行为。 --- ### 解决方案一:使用同步机制(Synchronized) 可以通过加锁的方式确保同一时间只有一个线程能够操作 `SimpleDateFormat` 实例。以下是基于 synchronized 锁的一个解决方案: ```java import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; public class ThreadSafeDateFormatter { private static final Object lock = new Object(); private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); public static String formatDate(Date date) { synchronized (lock) { return sdf.format(date); } } public static Date parseDate(String str) throws Exception { synchronized (lock) { return sdf.parse(str); } } } ``` 上述代码通过引入一个全局锁来保护对 `SimpleDateFormat` 的访问,从而解决了线程安全性问题。 --- ### 解决方案二:每次创建新的实例 另一种方式是在每次使用时都创建一个新的 `SimpleDateFormat` 实例。这种方式虽然简单,但由于频繁创建对象会增加内存开销,因此性能较低。适合在单线程环境中或者偶尔使用的场景下采用。 ```java public static String formatDate(Date date, String pattern) { return new SimpleDateFormat(pattern).format(date); // 每次新建实例 } ``` 这种方法避免了线程竞争的问题,但也带来了额外的对象分配成本[^4]。 --- ### 解决方案三:使用ThreadLocal存储独立副本 利用 `ThreadLocal` 可以为每个线程提供单独的 `SimpleDateFormat` 副本,这样可以有效避免线程间的干扰。 ```java import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; public class ThreadLocalDateFormatter { private static final ConcurrentHashMap<String, ThreadLocal<SimpleDateFormat>> formatters = new ConcurrentHashMap<>(); public static String formatDate(Date date, String pattern) { ThreadLocal<SimpleDateFormat> formatter = formatters.computeIfAbsent( pattern, key -> ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat(key)) ); return formatter.get().format(date); } } ``` 此方法结合了缓存技术和线程隔离特性,既提高了效率又保证了线程安全[^2]。 --- ### 替代方案:使用Java 8中的DateTimeFormatter 从 Java 8 开始推荐使用 `DateTimeFormatter` 来替代 `SimpleDateFormat`,因为它是一个可变类并设计为线程安全的。下面展示了如何使用它完成类似的日期处理功能。 ```java import java.time.LocalDateTime; import java.time.format.DateTimeFormatter; public class SafeDateFormatter { private static final DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); public static String format(LocalDateTime ldt) { return dtf.format(ldt); } public static LocalDateTime parse(String text) { return LocalDateTime.parse(text, dtf); } } ``` 相比传统的 `SimpleDateFormat`,`DateTimeFormatter` 仅更高效而且无需担心线程安全问题[^3]。 --- ### 总结 针对 `SimpleDateFormat` 线程安全的情况,可以选择以下几种策略之一: - 使用同步机制; - 每次创建新实例; - 利用 `ThreadLocal` 提供每线程独占资源; - 迁移到现代 API 如 `DateTimeFormatter`。 具体选择取决于实际需求以及项目环境下的权衡考量。 ---
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