SimpleDateFormat類的安全問題，這6個方案總有一個適合你
摘要：你使用的SimpleDateFormat類還安全嗎？為什麼說SimpleDateFormat類不是線程安全的？帶着問題從本文中尋求答案。
本文分享自華為雲社區《【高並發】SimpleDateFormat類的線程安全問題和解決方案（附6種解決方案）》，作者： 冰 河。
首先問下大家：你使用的SimpleDateFormat類還安全嗎？為什麼說SimpleDateFormat類不是線程安全的？帶着問題從本文中尋求答案。
提起SimpleDateFormat類，想必做過Java開發的童鞋都不會感到陌生。沒錯，它就是Java中提供的日期時間的轉化類。這裡，為什麼說SimpleDateFormat類有線程安全問題呢？有些小夥伴可能會提出疑問：我們生產環境上一直在使用SimpleDateFormat類來解析和格式化日期和時間類型的數據，一直都沒有問題啊！我的回答是：沒錯，那是因為你們的系統達不到SimpleDateFormat類出現問題的並發量，也就是說你們的系統沒啥負載！
接下來，我們就一起看下在高並發下SimpleDateFormat類為何會出現安全問題，以及如何解決SimpleDateFormat類的安全問題。
重現SimpleDateFormat類的線程安全問題
為了重現SimpleDateFormat類的線程安全問題，一種比較簡單的方式就是使用線程池結合Java並發包中的CountDownLatch類和Semaphore類來重現線程安全問題。
有關CountDownLatch類和Semaphore類的具體用法和底層原理與源碼解析在【高並發專題】後文會深度分析。這裡，大家只需要知道CountDownLatch類可以使一個線程等待其他線程各自執行完畢後再執行。而Semaphore類可以理解為一個計數信號量，必須由獲取它的線程釋放，經常用來限制訪問某些資源的線程數量，例如限流等。
好了，先來看下重現SimpleDateFormat類的線程安全問題的代碼，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 測試SimpleDateFormat的線程不安全問題 */ public class SimpleDateFormatTest01 { //執行總次數 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000; //同時運行的線程數量 private static final int THREAD_COUNT = 20; //SimpleDateFormat對象 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 { simpleDateFormat.parse("2020-01-01"); } catch (ParseException e) { System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); }catch (NumberFormatException e){ System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("信號量發生錯誤"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } countDownLatch.countDown(); }); } countDownLatch.await(); executorService.shutdown(); System.out.println("所有線程格式化日期成功"); } }
可以看到，在SimpleDateFormatTest01類中，首先定義了兩個常量，一個是程序執行的總次數，一個是同時運行的線程數量。程序中結合線程池和CountDownLatch類與Semaphore類來模擬高並發的業務場景。其中，有關日期轉化的代碼只有如下一行。
simpleDateFormat.parse("2020-01-01");
當程序捕獲到異常時，打印相關的信息，並退出整個程序的運行。當程序正確運行後，會打印「所有線程格式化日期成功」。
運行程序輸出的結果信息如下所示。
Exception in thread "pool-1-thread-4" Exception in thread "pool-1-thread-1" Exception in thread "pool-1-thread-2" 線程：pool-1-thread-7 格式化日期失敗 線程：pool-1-thread-9 格式化日期失敗 線程：pool-1-thread-10 格式化日期失敗 Exception in thread "pool-1-thread-3" Exception in thread "pool-1-thread-5" Exception in thread "pool-1-thread-6" 線程：pool-1-thread-15 格式化日期失敗 線程：pool-1-thread-21 格式化日期失敗 Exception in thread "pool-1-thread-23" 線程：pool-1-thread-16 格式化日期失敗 線程：pool-1-thread-11 格式化日期失敗 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 線程：pool-1-thread-27 格式化日期失敗 at java.lang.System.arraycopy(Native Method) at java.lang.AbstractStringBuilder.append(AbstractStringBuilder.java:597) at java.lang.StringBuffer.append(StringBuffer.java:367) at java.text.DigitList.getLong(DigitList.java:191)線程：pool-1-thread-25 格式化日期失敗 at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2084) at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1869) at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514) 線程：pool-1-thread-14 格式化日期失敗 at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364) at io.binghe.concurrent.lab06.SimpleDateFormatTest01.lambda$main$0(SimpleDateFormatTest01.java:47) 線程：pool-1-thread-13 格式化日期失敗 at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624) at java.lang.Thread.run(Thread.java:748) java.lang.NumberFormatException: For input string: "" at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65) 線程：pool-1-thread-20 格式化日期失敗 at java.lang.Long.parseLong(Long.java:601) at java.lang.Long.parseLong(Long.java:631) at java.text.DigitList.getLong(DigitList.java:195) at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2084) at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:2162) at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514) at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364) at io.binghe.concurrent.lab06.SimpleDateFormatTest01.lambda$main$0(SimpleDateFormatTest01.java:47) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624) at java.lang.Thread.run(Thread.java:748) java.lang.NumberFormatException: For input string: "" at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65) at java.lang.Long.parseLong(Long.java:601) at java.lang.Long.parseLong(Long.java:631) at java.text.DigitList.getLong(DigitList.java:195) at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2084) at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1869) at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514) at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364) Process finished with exit code 1
說明，在高並發下使用SimpleDateFormat類格式化日期時拋出了異常，SimpleDateFormat類不是線程安全的！！！
接下來，我們就看下，SimpleDateFormat類為何不是線程安全的。
SimpleDateFormat類為何不是線程安全的？
那麼，接下來，我們就一起來看看真正引起SimpleDateFormat類線程不安全的根本原因。
通過查看SimpleDateFormat類的源碼，我們得知：SimpleDateFormat是繼承自DateFormat類，DateFormat類中維護了一個全局的Calendar變量，如下所示。
/** * The {@link Calendar} instance used for calculating the date-time fields * and the instant of time. This field is used for both formatting and * parsing. * * <p>Subclasses should initialize this field to a {@link Calendar} * appropriate for the {@link Locale} associated with this * <code>DateFormat</code>. * @serial */ protected Calendar calendar;
從注釋可以看出，這個Calendar對象既用于格式化也用於解析日期時間。接下來，我們再查看parse()方法接近最後的部分。
@Override public Date parse(String text, ParsePosition pos){ ################此處省略N行代碼################## Date parsedDate; try { parsedDate = calb.establish(calendar).getTime(); // If the year value is ambiguous, // then the two-digit year == the default start year if (ambiguousYear[0]) { if (parsedDate.before(defaultCenturyStart)) { parsedDate = calb.addYear(100).establish(calendar).getTime(); } } } // An IllegalArgumentException will be thrown by Calendar.getTime() // if any fields are out of range, e.g., MONTH == 17. catch (IllegalArgumentException e) { pos.errorIndex = start; pos.index = oldStart; return null; } return parsedDate; }
可見，最後的返回值是通過調用CalendarBuilder.establish()方法獲得的，而這個方法的參數正好就是前面的Calendar對象。
接下來，我們再來看看CalendarBuilder.establish()方法，如下所示。
Calendar establish(Calendar cal) { boolean weekDate = isSet(WEEK_YEAR) && field[WEEK_YEAR] > field[YEAR]; if (weekDate && !cal.isWeekDateSupported()) { // Use YEAR instead if (!isSet(YEAR)) { set(YEAR, field[MAX_FIELD + WEEK_YEAR]); } weekDate = false; } cal.clear(); // Set the fields from the min stamp to the max stamp so that // the field resolution works in the Calendar. for (int stamp = MINIMUM_USER_STAMP; stamp < nextStamp; stamp++) { for (int index = 0; index <= maxFieldIndex; index++) { if (field[index] == stamp) { cal.set(index, field[MAX_FIELD + index]); break; } } } if (weekDate) { int weekOfYear = isSet(WEEK_OF_YEAR) ? field[MAX_FIELD + WEEK_OF_YEAR] : 1; int dayOfWeek = isSet(DAY_OF_WEEK) ? field[MAX_FIELD + DAY_OF_WEEK] : cal.getFirstDayOfWeek(); if (!isValidDayOfWeek(dayOfWeek) && cal.isLenient()) { if (dayOfWeek >= 8) { dayOfWeek--; weekOfYear += dayOfWeek / 7; dayOfWeek = (dayOfWeek % 7) + 1; } else { while (dayOfWeek <= 0) { dayOfWeek += 7; weekOfYear--; } } dayOfWeek = toCalendarDayOfWeek(dayOfWeek); } cal.setWeekDate(field[MAX_FIELD + WEEK_YEAR], weekOfYear, dayOfWeek); } return cal; }
在CalendarBuilder.establish()方法中先後調用了cal.clear()與cal.set()，也就是先清除cal對象中設置的值，再重新設置新的值。由於Calendar內部並沒有線程安全機制，並且這兩個操作也都不是原子性的，所以當多個線程同時操作一個SimpleDateFormat時就會引起cal的值混亂。類似地， format()方法也存在同樣的問題。
因此， SimpleDateFormat類不是線程安全的根本原因是：DateFormat類中的Calendar對象被多線程共享，而Calendar對象本身不支持線程安全。
那麼，得知了SimpleDateFormat類不是線程安全的，以及造成SimpleDateFormat類不是線程安全的原因，那麼如何解決這個問題呢？接下來，我們就一起探討下如何解決SimpleDateFormat類在高並發場景下的線程安全問題。
解決SimpleDateFormat類的線程安全問題
解決SimpleDateFormat類在高並發場景下的線程安全問題可以有多種方式，這裡，就列舉幾個常用的方式供參考，大家也可以在評論區給出更多的解決方案。
1.局部變量法
最簡單的一種方式就是將SimpleDateFormat類對象定義成局部變量，如下所示的代碼，將SimpleDateFormat類對象定義在parse(String)方法的上面，即可解決問題。
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 局部變量法解決SimpleDateFormat類的線程安全問題 */ public class SimpleDateFormatTest02 { //執行總次數 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000; //同時運行的線程數量 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("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); }catch (NumberFormatException e){ System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("信號量發生錯誤"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } countDownLatch.countDown(); }); } countDownLatch.await(); executorService.shutdown(); System.out.println("所有線程格式化日期成功"); } }
此時運行修改後的程序，輸出結果如下所示。
所有線程格式化日期成功
至於在高並發場景下使用局部變量為何能解決線程的安全問題，會在【JVM專題】的JVM內存模式相關內容中深入剖析，這裡不做過多的介紹了。
當然，這種方式在高並發下會創建大量的SimpleDateFormat類對象，影響程序的性能，所以，這種方式在實際生產環境不太被推薦。
2.synchronized鎖方式
將SimpleDateFormat類對象定義成全局靜態變量，此時所有線程共享SimpleDateFormat類對象，此時在調用格式化時間的方法時，對SimpleDateFormat對象進行同步即可，代碼如下所示。
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 通過Synchronized鎖解決SimpleDateFormat類的線程安全問題 */ public class SimpleDateFormatTest03 { //執行總次數 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000; //同時運行的線程數量 private static final int THREAD_COUNT = 20; //SimpleDateFormat對象 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("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); }catch (NumberFormatException e){ System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("信號量發生錯誤"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } countDownLatch.countDown(); }); } countDownLatch.await(); executorService.shutdown(); System.out.println("所有線程格式化日期成功"); } }
此時，解決問題的關鍵代碼如下所示。
synchronized (simpleDateFormat){ simpleDateFormat.parse("2020-01-01"); }
運行程序，輸出結果如下所示。
所有線程格式化日期成功
需要注意的是，雖然這種方式能夠解決SimpleDateFormat類的線程安全問題，但是由於在程序的執行過程中，為SimpleDateFormat類對象加上了synchronized鎖，導致同一時刻只能有一個線程執行parse(String)方法。此時，會影響程序的執行性能，在要求高並發的生產環境下，此種方式也是不太推薦使用的。
3.Lock鎖方式
Lock鎖方式與synchronized鎖方式實現原理相同，都是在高並發下通過JVM的鎖機制來保證程序的線程安全。通過Lock鎖方式解決問題的代碼如下所示。
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 通過Lock鎖解決SimpleDateFormat類的線程安全問題 */ public class SimpleDateFormatTest04 { //執行總次數 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000; //同時運行的線程數量 private static final int THREAD_COUNT = 20; //SimpleDateFormat對象 private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd"); //Lock對象 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("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); }catch (NumberFormatException e){ System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); }finally { lock.unlock(); } semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("信號量發生錯誤"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } countDownLatch.countDown(); }); } countDownLatch.await(); executorService.shutdown(); System.out.println("所有線程格式化日期成功"); } }
通過代碼可以得知，首先，定義了一個Lock類型的全局靜態變量作為加鎖和釋放鎖的句柄。然後在simpleDateFormat.parse(String)代碼之前通過lock.lock()加鎖。這裡需要注意的一點是：為防止程序拋出異常而導致鎖不能被釋放，一定要將釋放鎖的操作放到finally代碼塊中，如下所示。
finally { lock.unlock(); }
運行程序，輸出結果如下所示。
所有線程格式化日期成功
此種方式同樣會影響高並發場景下的性能，不太建議在高並發的生產環境使用。
4.ThreadLocal方式
使用ThreadLocal存儲每個線程擁有的SimpleDateFormat對象的副本，能夠有效的避免多線程造成的線程安全問題，使用ThreadLocal解決線程安全問題的代碼如下所示。
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 通過ThreadLocal解決SimpleDateFormat類的線程安全問題 */ public class SimpleDateFormatTest05 { //執行總次數 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000; //同時運行的線程數量 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("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); }catch (NumberFormatException e){ System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("信號量發生錯誤"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } countDownLatch.countDown(); }); } countDownLatch.await(); executorService.shutdown(); System.out.println("所有線程格式化日期成功"); } }
通過代碼可以得知，將每個線程使用的SimpleDateFormat副本保存在ThreadLocal中，各個線程在使用時互不干擾，從而解決了線程安全問題。
運行程序，輸出結果如下所示。
所有線程格式化日期成功
此種方式運行效率比較高，推薦在高並發業務場景的生產環境使用。
另外，使用ThreadLocal也可以寫成如下形式的代碼，效果是一樣的。
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 通過ThreadLocal解決SimpleDateFormat類的線程安全問題 */ public class SimpleDateFormatTest06 { //執行總次數 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000; //同時運行的線程數量 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("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); }catch (NumberFormatException e){ System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("信號量發生錯誤"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } countDownLatch.countDown(); }); } countDownLatch.await(); executorService.shutdown(); System.out.println("所有線程格式化日期成功"); } }
5.DateTimeFormatter方式
DateTimeFormatter是Java8提供的新的日期時間API中的類，DateTimeFormatter類是線程安全的，可以在高並發場景下直接使用DateTimeFormatter類來處理日期的格式化操作。代碼如下所示。
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 通過DateTimeFormatter類解決線程安全問題 */ public class SimpleDateFormatTest07 { //執行總次數 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000; //同時運行的線程數量 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("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("信號量發生錯誤"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } countDownLatch.countDown(); }); } countDownLatch.await(); executorService.shutdown(); System.out.println("所有線程格式化日期成功"); } }
可以看到，DateTimeFormatter類是線程安全的，可以在高並發場景下直接使用DateTimeFormatter類來處理日期的格式化操作。
運行程序，輸出結果如下所示。
所有線程格式化日期成功
使用DateTimeFormatter類來處理日期的格式化操作運行效率比較高，推薦在高並發業務場景的生產環境使用。
6.joda-time方式
joda-time是第三方處理日期時間格式化的類庫，是線程安全的。如果使用joda-time來處理日期和時間的格式化，則需要引入第三方類庫。這裡，以Maven為例，如下所示引入joda-time庫。
<dependency>
<groupId>joda-time</groupId>
<artifactId>joda-time</artifactId>
<version>2.9.9</version>
</dependency>
引入joda-time庫後，實現的程序代碼如下所示。
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 通過DateTimeFormatter類解決線程安全問題 */ public class SimpleDateFormatTest08 { //執行總次數 private static final int EXECUTE_COUNT = 1000; //同時運行的線程數量 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("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失敗"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("信號量發生錯誤"); e.printStackTrace(); System.exit(1); } countDownLatch.countDown(); }); } countDownLatch.await(); executorService.shutdown(); System.out.println("所有線程格式化日期成功"); } }
這裡，需要注意的是：DateTime類是org.joda.time包下的類，DateTimeFormat類和DateTimeFormatter類都是org.joda.time.format包下的類，如下所示。
import org.joda.time.DateTime;
import org.joda.time.format.DateTimeFormat;
import org.joda.time.format.DateTimeFormatter;
運行程序，輸出結果如下所示。
所有線程格式化日期成功
使用joda-time庫來處理日期的格式化操作運行效率比較高，推薦在高並發業務場景的生產環境使用。
解決SimpleDateFormat類的線程安全問題的方案總結
綜上所示：在解決解決SimpleDateFormat類的線程安全問題的幾種方案中，局部變量法由於線程每次執行格式化時間時，都會創建SimpleDateFormat類的對象，這會導致創建大量的SimpleDateFormat對象，浪費運行空間和消耗服務器的性能，因為JVM創建和銷毀對象是要耗費性能的。所以，不推薦在高並發要求的生產環境使用。
synchronized鎖方式和Lock鎖方式在處理問題的本質上是一致的，通過加鎖的方式，使同一時刻只能有一個線程執行格式化日期和時間的操作。這種方式雖然減少了SimpleDateFormat對象的創建，但是由於同步鎖的存在，導致性能下降，所以，不推薦在高並發要求的生產環境使用。
ThreadLocal通過保存各個線程的SimpleDateFormat類對象的副本，使每個線程在運行時，各自使用自身綁定的SimpleDateFormat對象，互不干擾，執行性能比較高，推薦在高並發的生產環境使用。
DateTimeFormatter是Java 8中提供的處理日期和時間的類，DateTimeFormatter類本身就是線程安全的，經壓測，DateTimeFormatter類處理日期和時間的性能效果還不錯（後文單獨寫一篇關於高並發下性能壓測的文章）。所以，推薦在高並發場景下的生產環境使用。
joda-time是第三方處理日期和時間的類庫，線程安全，性能經過高並發的考驗，推薦在高並發場景下的生產環境使用。
