高并发场景下，6种解决SimpleDateFormat类的线程安全问题方法

本文分享自华为云社区《【高并发】更正SimpleDateFormat类线程不安全问题剖析的过错》，作者： 冰 河 。

处理SimpleDateFormat类在高并发场景下的线程安全问题能够有多种办法，这儿，就列举几个常用的办法供参阅，我们也能够在谈论区给出更多的处理计划。

1.局部变量法

最简单的一种办法就是将SimpleDateFormat类目标界说成局部变量，如下所示的代码，将SimpleDateFormat类目标界说在parse(String)办法的上面，即可处理问题。

package io.binghe.concurrent.lab06;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 局部变量法处理SimpleDateFormat类的线程安全问题
 */
public class SimpleDateFormatTest02 {
 //履行总次数
 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
 //一起运转的线程数量
 private static final int THREAD_COUNT = 20;
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 final Semaphore semaphore = new Semaphore(THREAD_COUNT);
 final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(EXECUTE_COUNT);
 ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
 for (int i = 0; i < EXECUTE_COUNT; i++){
 executorService.execute(() -> {
 try {
 semaphore.acquire();
 try {
 SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
 simpleDateFormat.parse("2020-01-01");
 } catch (ParseException e) {
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }catch (NumberFormatException e){
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 semaphore.release();
 } catch (InterruptedException e) {
 System.out.println("信号量产生过错");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 countDownLatch.countDown();
 });
 }
 countDownLatch.await();
 executorService.shutdown();
 System.out.println("一切线程格式化日期成功");
 }
}

此刻运转修改后的程序，输出成果如下所示。

一切线程格式化日期成功

至于在高并发场景下运用局部变量为何能处理线程的安全问题，会在【JVM专题】的JVM内存模式相关内容中深化剖析，这儿不做过多的介绍了。

当然，这种办法在高并发下会创立很多的SimpleDateFormat类目标，影响程序的功能，所以，这种办法在实际出产环境不太被引荐。

2.synchronized锁办法

将SimpleDateFormat类目标界说成大局静态变量，此刻一切线程同享SimpleDateFormat类目标，此刻在调用格式化时刻的办法时，对SimpleDateFormat目标进行同步即可，代码如下所示。

package io.binghe.concurrent.lab06;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 经过Synchronized锁处理SimpleDateFormat类的线程安全问题
 */
public class SimpleDateFormatTest03 {
 //履行总次数
 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
 //一起运转的线程数量
 private static final int THREAD_COUNT = 20;
 //SimpleDateFormat目标
 private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 final Semaphore semaphore = new Semaphore(THREAD_COUNT);
 final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(EXECUTE_COUNT);
 ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
 for (int i = 0; i < EXECUTE_COUNT; i++){
 executorService.execute(() -> {
 try {
 semaphore.acquire();
 try {
 synchronized (simpleDateFormat){
 simpleDateFormat.parse("2020-01-01");
 }
 } catch (ParseException e) {
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }catch (NumberFormatException e){
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 semaphore.release();
 } catch (InterruptedException e) {
 System.out.println("信号量产生过错");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 countDownLatch.countDown();
 });
 }
 countDownLatch.await();
 executorService.shutdown();
 System.out.println("一切线程格式化日期成功");
 }
}

此刻，处理问题的要害代码如下所示。

synchronized (simpleDateFormat){
simpleDateFormat.parse("2020-01-01");
}

运转程序，输出成果如下所示。

一切线程格式化日期成功

需求留意的是，虽然这种办法能够处理SimpleDateFormat类的线程安全问题，可是因为在程序的履行过程中，为SimpleDateFormat类目标加上了synchronized锁，导致同一时刻只能有一个线程履行parse(String)办法。此刻，会影响程序的履行功能，在要求高并发的出产环境下，此种办法也是不太引荐运用的。

3.Lock锁办法

Lock锁办法与synchronized锁办法完成原理相同，都是在高并发下经过JVM的锁机制来保证程序的线程安全。经过Lock锁办法处理问题的代码如下所示。

package io.binghe.concurrent.lab06;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 经过Lock锁处理SimpleDateFormat类的线程安全问题
 */
public class SimpleDateFormatTest04 {
 //履行总次数
 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
 //一起运转的线程数量
 private static final int THREAD_COUNT = 20;
 //SimpleDateFormat目标
 private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
 //Lock目标
 private static Lock lock = new ReentrantLock();
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 final Semaphore semaphore = new Semaphore(THREAD_COUNT);
 final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(EXECUTE_COUNT);
 ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
 for (int i = 0; i < EXECUTE_COUNT; i++){
 executorService.execute(() -> {
 try {
 semaphore.acquire();
 try {
 lock.lock();
 simpleDateFormat.parse("2020-01-01");
 } catch (ParseException e) {
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }catch (NumberFormatException e){
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }finally {
 lock.unlock();
 }
 semaphore.release();
 } catch (InterruptedException e) {
 System.out.println("信号量产生过错");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 countDownLatch.countDown();
 });
 }
 countDownLatch.await();
 executorService.shutdown();
 System.out.println("一切线程格式化日期成功");
 }
}

经过代码能够得知，首要，界说了一个Lock类型的大局静态变量作为加锁和开释锁的句柄。然后在simpleDateFormat.parse(String)代码之前经过lock.lock()加锁。这儿需求留意的一点是：为防止程序抛出异常而导致锁不能被开释，一定要将开释锁的操作放到finally代码块中，如下所示。

finally {
lock.unlock();
}

运转程序，输出成果如下所示。

一切线程格式化日期成功

此种办法同样会影响高并发场景下的功能，不太建议在高并发的出产环境运用。

4.ThreadLocal办法

运用ThreadLocal存储每个线程具有的SimpleDateFormat目标的副本，能够有效的防止多线程形成的线程安全问题，运用ThreadLocal处理线程安全问题的代码如下所示。

package io.binghe.concurrent.lab06;
import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 经过ThreadLocal处理SimpleDateFormat类的线程安全问题
 */
public class SimpleDateFormatTest05 {
 //履行总次数
 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
 //一起运转的线程数量
 private static final int THREAD_COUNT = 20;
 private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>(){
 @Override
 protected DateFormat initialValue() {
 return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
 }
 };
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 final Semaphore semaphore = new Semaphore(THREAD_COUNT);
 final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(EXECUTE_COUNT);
 ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
 for (int i = 0; i < EXECUTE_COUNT; i++){
 executorService.execute(() -> {
 try {
 semaphore.acquire();
 try {
 threadLocal.get().parse("2020-01-01");
 } catch (ParseException e) {
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }catch (NumberFormatException e){
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 semaphore.release();
 } catch (InterruptedException e) {
 System.out.println("信号量产生过错");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 countDownLatch.countDown();
 });
 }
 countDownLatch.await();
 executorService.shutdown();
 System.out.println("一切线程格式化日期成功");
 }
}

经过代码能够得知，将每个线程运用的SimpleDateFormat副本保存在ThreadLocal中，各个线程在运用时互不干扰，从而处理了线程安全问题。

运转程序，输出成果如下所示。

一切线程格式化日期成功复制

此种办法运转效率比较高，引荐在高并发事务场景的出产环境运用。

另外，运用ThreadLocal也能够写成如下方法的代码，作用是一样的。

package io.binghe.concurrent.lab06;
import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 经过ThreadLocal处理SimpleDateFormat类的线程安全问题
 */
public class SimpleDateFormatTest06 {
 //履行总次数
 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
 //一起运转的线程数量
 private static final int THREAD_COUNT = 20;
 private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>();
 private static DateFormat getDateFormat(){
 DateFormat dateFormat = threadLocal.get();
 if(dateFormat == null){
 dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
 threadLocal.set(dateFormat);
 }
 return dateFormat;
 }
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 final Semaphore semaphore = new Semaphore(THREAD_COUNT);
 final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(EXECUTE_COUNT);
 ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
 for (int i = 0; i < EXECUTE_COUNT; i++){
 executorService.execute(() -> {
 try {
 semaphore.acquire();
 try {
 getDateFormat().parse("2020-01-01");
 } catch (ParseException e) {
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }catch (NumberFormatException e){
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 semaphore.release();
 } catch (InterruptedException e) {
 System.out.println("信号量产生过错");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 countDownLatch.countDown();
 });
 }
 countDownLatch.await();
 executorService.shutdown();
 System.out.println("一切线程格式化日期成功");
 }
}

5.DateTimeFormatter办法

DateTimeFormatter是Java8提供的新的日期时刻API中的类，DateTimeFormatter类是线程安全的，能够在高并发场景下直接运用DateTimeFormatter类来处理日期的格式化操作。代码如下所示。

package io.binghe.concurrent.lab06;
import java.time.LocalDate;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 经过DateTimeFormatter类处理线程安全问题
 */
public class SimpleDateFormatTest07 {
 //履行总次数
 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
 //一起运转的线程数量
 private static final int THREAD_COUNT = 20;
 private static DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 final Semaphore semaphore = new Semaphore(THREAD_COUNT);
 final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(EXECUTE_COUNT);
 ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
 for (int i = 0; i < EXECUTE_COUNT; i++){
 executorService.execute(() -> {
 try {
 semaphore.acquire();
 try {
 LocalDate.parse("2020-01-01", formatter);
 }catch (Exception e){
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 semaphore.release();
 } catch (InterruptedException e) {
 System.out.println("信号量产生过错");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 countDownLatch.countDown();
 });
 }
 countDownLatch.await();
 executorService.shutdown();
 System.out.println("一切线程格式化日期成功");
 }
}

能够看到，DateTimeFormatter类是线程安全的，能够在高并发场景下直接运用DateTimeFormatter类来处理日期的格式化操作。

运转程序，输出成果如下所示。

一切线程格式化日期成功

运用DateTimeFormatter类来处理日期的格式化操作运转效率比较高，引荐在高并发事务场景的出产环境运用。

6.joda-time办法

joda-time是第三方处理日期时刻格式化的类库，是线程安全的。假如运用joda-time来处理日期和时刻的格式化，则需求引进第三方类库。这儿，以Maven为例，如下所示引进joda-time库。

<dependency>
<groupId>joda-time</groupId>
<artifactId>joda-time</artifactId>
<version>2.9.9</version>
</dependency>

引进joda-time库后，完成的程序代码如下所示。

package io.binghe.concurrent.lab06;
import org.joda.time.DateTime;
import org.joda.time.format.DateTimeFormat;
import org.joda.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 经过DateTimeFormatter类处理线程安全问题
 */
public class SimpleDateFormatTest08 {
 //履行总次数
 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
 //一起运转的线程数量
 private static final int THREAD_COUNT = 20;
 private static DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormat.forPattern("yyyy-MM-dd");
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 final Semaphore semaphore = new Semaphore(THREAD_COUNT);
 final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(EXECUTE_COUNT);
 ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
 for (int i = 0; i < EXECUTE_COUNT; i++){
 executorService.execute(() -> {
 try {
 semaphore.acquire();
 try {
 DateTime.parse("2020-01-01", dateTimeFormatter).toDate();
 }catch (Exception e){
 System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失利");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 semaphore.release();
 } catch (InterruptedException e) {
 System.out.println("信号量产生过错");
 e.printStackTrace();
 System.exit(1);
 }
 countDownLatch.countDown();
 });
 }
 countDownLatch.await();
 executorService.shutdown();
 System.out.println("一切线程格式化日期成功");
 }
}

这儿，需求留意的是：DateTime类是org.joda.time包下的类，DateTimeFormat类和DateTimeFormatter类都是org.joda.time.format包下的类，如下所示。

import org.joda.time.DateTime;
import org.joda.time.format.DateTimeFormat;
import org.joda.time.format.DateTimeFormatter;

运转程序，输出成果如下所示。

一切线程格式化日期成功

运用joda-time库来处理日期的格式化操作运转效率比较高，引荐在高并发事务场景的出产环境运用。

处理SimpleDateFormat类的线程安全问题的计划总结

综上所示：在处理处理SimpleDateFormat类的线程安全问题的几种计划中，局部变量法因为线程每次履行格式化时刻时，都会创立SimpleDateFormat类的目标，这会导致创立很多的SimpleDateFormat目标，浪费运转空间和耗费服务器的功能，因为JVM创立和销毁目标是要耗费功能的。所以，不引荐在高并发要求的出产环境运用。

synchronized锁办法和Lock锁办法在处理问题的本质上是一致的，经过加锁的办法，使同一时刻只能有一个线程履行格式化日期和时刻的操作。这种办法虽然减少了SimpleDateFormat目标的创立，可是因为同步锁的存在，导致功能下降，所以，不引荐在高并发要求的出产环境运用。

ThreadLocal经过保存各个线程的SimpleDateFormat类目标的副本，使每个线程在运转时，各自运用本身绑定的SimpleDateFormat目标，互不干扰，履行功能比较高，引荐在高并发的出产环境运用。

DateTimeFormatter是Java 8中提供的处理日期和时刻的类，DateTimeFormatter类本身就是线程安全的，经压测，DateTimeFormatter类处理日期和时刻的功能作用还不错（后文单独写一篇关于高并发下功能压测的文章）。所以，引荐在高并发场景下的出产环境运用。

joda-time是第三方处理日期和时刻的类库，线程安全，功能经过高并发的考验，引荐在高并发场景下的出产环境运用。

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