ThreadLocal解決SimpleDateFormat線程安全問題

原因分析

SimpleDateFormat(下面簡稱sdf)類內部有一個Calendar對象引用,它用來儲存和這個sdf相關的日期信息,例如sdf.parse(dateStr)sdf.format(date)諸如此類的方法參數傳入的日期相關String,Date等等,都是交友Calendar引用來儲存的。這樣就會導致一個問題,如果你的sdf是個static的,那么多個thread 之間就會共享這個sdf,同時也是共享這個Calendar引用,并且,觀察sdf.parse()方法,你會發現有如下的調用:

Date parse() {
  calendar.clear(); // 清理calendar
  ... // 執行一些操作, 設置 calendar 的日期什么的
  calendar.getTime(); // 獲取calendar的時間
}

這里會導致的問題就是,如果線程A調用了sdf.parse(),并且進行了calendar.clear()后還未執行calendar.getTime()的時候,線程B又調用了sdf.parse(),這時候線程B也執行了sdf.clear()方法,這樣就導致線程 A 的的calendar數據被清空了(實際上A,B的同時被清空了)。又或者當 A 執行了calendar.clear()后被掛起,這時候 B 開始調用sdf.parse()并順利結束,這樣 A 的 calendar內存儲的的date 變成了后來 B 設置的calendar的date。

解決方案

最簡單的解決方案我們可以把static去掉,這樣每個新的線程都會有一個自己的sdf實例,從而避免線程安全的問題。然而,使用這種方法,在高并發的情況下會大量的new sdf以及銷毀sdf,這樣是非常耗費資源的,所以是不可行的。

另外一種方法可以使用Threadlocal解決此問題,對于每個線程SimpleDateFormat不存在影響他們之間協作的狀態,為每個線程創建一個SimpleDateFormat變量的拷貝或者叫做副本,代碼如下:

/** 
 * 使用ThreadLocal以空間換時間解決SimpleDateFormat線程安全問題。 
 */  
public class DateUtil {  
      
    private static final String DATE_FORMAT = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";  
      
    @SuppressWarnings("rawtypes")  
    private static ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal() {  
        protected synchronized Object initialValue() {  
            return new SimpleDateFormat(DATE_FORMAT);  
        }  
    };  
  
    public static DateFormat getDateFormat() {  
        return (DateFormat) threadLocal.get();  
    }  
  
    public static Date parse(String textDate) throws ParseException {  
        return getDateFormat().parse(textDate);  
    }  
}

創建一個ThreadLocal類變量,這里創建時用了一個匿名類,覆蓋了initialValue方法,主要作用是創建時初始化實例,也可以采用下面方式創建。

//第一次調用get將返回null  
private static ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();  
//獲取線程的變量副本,如果不覆蓋initialValue,第一次get返回null,故需要初始化一個SimpleDateFormat,并set到threadLocal中  
public static DateFormat getDateFormat() {  
    DateFormat df = (DateFormat) threadLocal.get();  
    if(df==null){
        df = new SimpleDateFormat(DATE_FORMAT)  
        threadLocal.set(df);  
    }  
    return df;  
}

通過以上方式,每個線程會實例化一個SimpleDateFormat實例,實例在線程內共享,達到了解決線程安全性的問題,一定程度上也提高了性能。

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