SimpleDateFormat在多线程下不安全？

程序员文章站 2022-04-15 23:10:03

最近公司统一了下开发规范，其中有一条就是使用SimpleDateFormat时候不要设置成类的静态成员变量,被各个方法引。而是，建议改成方法内部变量，或者借助下ThreadLocal。作为菜鸟的我，当时听到时，内心绝对的是无数个问号，当然了，听会的时候还是要强行装淡定嘛，假装我懂了。emm，，大家不要学我哦，所谓，子曰：知之为知之，不知为不知，是知也！To 孔子老师：我错了，所以我来认真学习了，写下这笔记可好？问题复现废话别说了，赶紧重现下，别想糊弄到屏幕面前的各位大佬！！！分析原因解决办....

最近公司统一了下开发规范，其中有一条就是使用SimpleDateFormat时候不要设置成类的静态成员变量,被各个方法引。而是，建议改成方法内部变量，或者借助下ThreadLocal。

作为菜鸟的我，当时听到时，内心绝对的是无数个问号，当然了，听会的时候还是要强行装淡定嘛，假装我懂了。emm，，大家不要学我哦，所谓，子曰：知之为知之，不知为不知，是知也！

To 孔子老师：我错了，所以我来认真学习了，写下这笔记可好？

问题复现

废话别说了，赶紧重现下，别想糊弄到屏幕面前的各位大佬！！！

下面的代码主要是开启10个线程，每个线程都去调用下格式化日期的方法，会发现结果10次调用的结果中，会出现重复日期，呃呃呃。

public class DateUtil {
 private static SimpleDateFormat DATE_FORMAT = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss SSS");

    //工具类：私有构造
    private DateUtil() {
    }

    public static String format(Integer second) {
        return DATE_FORMAT.format(second * 1000);
    }

    //测试下
    public static void main(String[] args) {
        //启动10个固定大小的线程池，调用10次的格式化方法
        ThreadFactory factory = new ThreadFactoryBuilder().setDaemon(true).setNameFormat("DateUtil-%s").build();
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10, factory);
        //计数器：当值被减到0的时候，await方法将不会被阻塞
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);
        //用来存放10次调用格式化后的字符串结果（利用set的不可重复性）
        Set<String> dateStrSet = Sets.newConcurrentHashSet();
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            final int second = i;
            executorService.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        String dateStr = DateUtil.format(second);
                        dateStrSet.add(dateStr);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：======>" + dateStr);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //每执行完一次调用，计数器减1
                    countDownLatch.countDown();
                }
            });
        }

        //计数器未完成，则线程将阻塞在这里
        try {
            countDownLatch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(" set集合的大小：======>" + dateStrSet.size());
    }
}
}

运行结果：

DateUtil-2：======>1970-01-01 08:00:03 000
DateUtil-3：======>1970-01-01 08:00:04 000
DateUtil-1：======>1970-01-01 08:00:03 000
DateUtil-0：======>1970-01-01 08:00:03 000
DateUtil-5：======>1970-01-01 08:00:07 000
DateUtil-6：======>1970-01-01 08:00:07 000
DateUtil-4：======>1970-01-01 08:00:07 000
DateUtil-7：======>1970-01-01 08:00:08 000
DateUtil-8：======>1970-01-01 08:00:09 000
DateUtil-9：======>1970-01-01 08:00:10 000
 set集合的大小：======>6

天呐，我这里只是10个线程啊，这重复率有点高吧~

理想的结果应该是10个不重复的日期字符串的。

分析原因

主要原因：
格式化日期，是借助将Date里存储的时间戳（毫秒级）set到
java.util.Calendar 中，而这个Calendar在SimpleDateFormat 中是一个类的成员变量。多线程调用同一个SimpleDateFormat对象的format方法的时候，使用的是同一个Calendar对象。讲到这里，应该都懂了吧。并发情况下，如果操作同一个SimpleDateForamt的Calendar变量，会引发线程不安全的问题。

源码段1 ： format 方法

SimpleDateFormat.java#format方法

SimpleDateFormat在多线程下不安全？
Calendar 是SimpleDateFormat 父类DateFormat里的一个成员变量

源码段2 ： calendar在哪里被设值的？

SimpleDateFormat.java#构造方法

SimpleDateFormat在多线程下不安全？

比如：线程A 把Calendar 改成了 2020-07-20 18:51:00 ，这时候，并发来个线程B ，又把Calendar 改成 2020-07-20 18:51:01 ,，最终线程A调用format返回的值将会是线程B改了之后的值。这样就会出现，线程A 和线程B 调用format 方法返回值是一样的呢。

解决办法

思路: 每个线程能有着独立的Calendar

（1）内部类成员变量改成内部方法变量

意思就是，在你的工具类里面，每次format的时候，就new SimpleDateFormat ，避免多个线程之间共用SimpleDateFormat对象的问题啦。

public class DateUtil {

    //工具类：私有构造
    private DateUtil() {
    }

    public static String format(Integer second) {
        SimpleDateFormat DATE_FORMAT = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss SSS");
        return DATE_FORMAT.format(second * 1000);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ThreadFactory factory = new ThreadFactoryBuilder().setDaemon(true).setNameFormat("DateUtil-%s").build();
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10, factory);
        Set<String> dateStrSet = Sets.newConcurrentHashSet();
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1000);
        for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
            final int second = i;
            executorService.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        String dateStr = DateUtil.format(second);
                        dateStrSet.add(dateStr);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：======>" + dateStr);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    countDownLatch.countDown();
                }
            });
        }

        try {
            countDownLatch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(" set集合的大小：======>" + dateStrSet.size());
    }
 }

运行结果：

。。。这里省略了很多日期的打印，可直接看最后的set集合大小
DateUtil-8：======>1970-01-01 08:16:38 000
DateUtil-8：======>1970-01-01 08:16:39 000
DateUtil-8：======>1970-01-01 08:16:40 000
DateUtil-3：======>1970-01-01 08:15:36 000
DateUtil-4：======>1970-01-01 08:15:31 000
DateUtil-9：======>1970-01-01 08:15:30 000
DateUtil-7：======>1970-01-01 08:15:29 000
DateUtil-5：======>1970-01-01 08:15:27 000
DateUtil-0：======>1970-01-01 08:15:26 000
DateUtil-2：======>1970-01-01 08:15:25 000
DateUtil-6：======>1970-01-01 08:15:23 000
DateUtil-1：======>1970-01-01 08:15:38 000
 set集合的大小：======>1000

这里看出，起码循环调用了format方法1000次，最终产生的格式后的字符产放在了Set集合中，Set的最终大小也是1000个，说明这种方法是可以解决SimpleDateFormat的线程不安全问题的。

（2）ThreadLocal 线程隔离

上面的方法，是能够解决问题的。但是可能追求高质量代码的大佬们，看着肯定就不舒服，就知道天天new ，非要给垃圾回收增加负担是吧！！！

行吧，再支一招呗。使用ThreadLocal< SimpleDateFormat > 让每个线程有着独立的SimpleDateFormat ，这样不就等同于每个线程有着独立的Calendar 啦 ~

import com.google.common.collect.Sets;
import com.google.common.util.concurrent.ThreadFactoryBuilder;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;

public class DateUtil {

    private static String DATE_FORMAT_DEFAULT = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss SSS";
    private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> DATE_FORMAT_LOCAL = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() {
        //给每个线程创建一个SimpleDateFormat对象并存储到ThreadLocalMap中
        @Override
        protected SimpleDateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat(DATE_FORMAT_DEFAULT);
        }
    };

    //工具类：私有构造
    private DateUtil() {
    }

    public static String format(Integer second) {
        return DATE_FORMAT_LOCAL.get().format(second * 1000);
    }

    //测试下
    public static void main(String[] args) {
        ThreadFactory factory = new ThreadFactoryBuilder().setDaemon(true).setNameFormat("DateUtil-%s").build();
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10, factory);
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1000);
        Set<String> dateStrSet = Sets.newConcurrentHashSet();
        for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
            final int second = i;
            executorService.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        String dateStr = DateUtil.format(second);
                        dateStrSet.add(dateStr);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：======>" + dateStr);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //每执行完一次调用，计数器减1
                    countDownLatch.countDown();
                }
            });
        }

        //计数器为完成，则线程将阻塞在这里
        try {
            countDownLatch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(" set集合的大小：======>" + dateStrSet.size());
    }
}

运行结果：

。。。这里省略了很多日期的打印，可直接看最后的set集合大小
DateUtil-4：======>1970-01-01 08:16:40 000
DateUtil-6：======>1970-01-01 08:16:15 000
DateUtil-2：======>1970-01-01 08:16:14 000
DateUtil-9：======>1970-01-01 08:16:13 000
DateUtil-0：======>1970-01-01 08:13:27 000
DateUtil-8：======>1970-01-01 08:13:49 000
DateUtil-1：======>1970-01-01 08:13:29 000
DateUtil-3：======>1970-01-01 08:13:18 000
DateUtil-7：======>1970-01-01 08:13:14 000
DateUtil-5：======>1970-01-01 08:16:27 000
 set集合的大小：======>1000

这里也能看出来，使用ThreadLocal 也可以解决SimpleDateFormat的线程不安全的问题。

我现在能猜出，屏幕之前的大佬们肯定又要考我了。

“你不知道ThreadLocal有内存泄漏的问题么？确定这样可以？”

好了，到这里又引发了另一个热点问题：ThreadLocal你了解多少！

这里就要来点弱引用的定义：

弱引用：这里讨论ThreadLocalMap中的Entry类的重点，如果一个对象只具有弱引用，那么这个对象就会被垃圾回收器回收掉（被弱引用所引用的对象只能生存到下一次GC之前，当发生GC时候，无论当前内存是否足够，弱引用所引用的对象都会被回收掉）。弱引用也是和一个引用队列联合使用，如果弱引用的对象被垃圾回收期回收掉，JVM会将这个引用加入到与之关联的引用队列中。若引用的对象可以通过弱引用的get方法得到，当引用的对象被回收掉之后，再调用get方法就会返回null。

再来段代码：


import java.lang.ref.WeakReference;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestWeakReference {
    public static void main(String[] args) {
        WeakReference<Long> weakReference = new WeakReference<Long>(new Long(1));
        System.out.println("触发gc之前：" + weakReference.get());
        System.gc();
        while (weakReference.get() != null) {
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("触发gc之后：" + weakReference.get());
        }
    }
}

运行结果：
SimpleDateFormat在多线程下不安全？
从这结果可以看出，weakReference 构造的时候，是通过new Long()的方式和该Long类型的对象建立了引用，但这个Long类型的对象除了这个弱引用使用了，其它都没有应用，手动触发垃圾回收，当然就把这个孤零零的Long对象给清掉了呀~

改下代码：

        Long longKey = new Long(1);
        WeakReference<Long> weakReference = new WeakReference<Long>(longKey);

运行效果：
SimpleDateFormat在多线程下不安全？
无限的【触发gc之后：1】输出到了控制台，我等了好久，我希望它停下来啊，估计是永远等不了。

为啥？因为 Long longKey 是个强引用，并且在main函数未结束的时候，绝对不会回收这个强引用的。只有当longKey被回收了，那么longKey只剩下弱引用在使用，这时候，弱引用也会被回收！

记住什么情况下才会回收弱引用：

如果一个对象只具有弱引用
垃圾回收启动了

再回归到上面考察题的正确答案：上述的 DATE_FORMAT_LOCAL被定义的是个static变量呀，正常来说，ThreadLocalMap引用的这个变量是个static类型的呀，啥时候会被回收？JVM在垃圾回收的时候应该不会回收吧！所以别担心了。

本文地址：https://blog.csdn.net/u014240299/article/details/107468618

SimpleDateFormat在多线程下不安全？

问题复现

分析原因

解决办法

（1）内部类成员变量改成内部方法变量

（2）ThreadLocal 线程隔离

SimpleDateFormat在多线程下不安全？

SimpleDataFormat在多线程访问不安全

SimpleDateFormat在多线程下不安全？