首先问下大家：你使用的SimpleDateFormat类还安全吗？为什么说SimpleDateFormat类不是线程安全的？带着问题从本文中寻求答案。
提起SimpleDateFormat类，想必做过Java开发的童鞋都不会感到陌生。没错，它就是Java中提供的日期时间的转化类。这里，为什么说SimpleDateFormat类有线程安全问题呢？有些小伙伴可能会提出疑问：我们生产环境上一直在使用SimpleDateFormat类来解析和格式化日期和时间类型的数据，一直都没有问题啊！我的回答是：没错，那是因为你们的系统达不到SimpleDateFormat类出现问题的并发量，也就是说你们的系统没啥负载！
接下来，我们就一起看下在高并发下SimpleDateFormat类为何会出现安全问题，以及如何解决SimpleDateFormat类的安全问题。
重现SimpleDateFormat类的线程安全问题
为了重现SimpleDateFormat类的线程安全问题，一种比较简单的方式就是使用线程池结合Java并发包中的CountDownLatch类和Semaphore类来重现线程安全问题。
有关CountDownLatch类和Semaphore类的具体用法和底层原理与源码解析在【高并发专题】后文会深度分析。这里，大家只需要知道CountDownLatch类可以使一个线程等待其他线程各自执行完毕后再执行。而Semaphore类可以理解为一个计数信号量，必须由获取它的线程释放，经常用来限制访问某些资源的线程数量，例如限流等。
好了，先来看下重现SimpleDateFormat类的线程安全问题的代码，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;
/**
* @author binghe
* @version 1.0.0
* @description 测试SimpleDateFormat的线程不安全问题
*/
public class SimpleDateFormatTest01 {
//执行总次数
private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
//同时运行的线程数量
private static final int THREAD_COUNT = 20;
//SimpleDateFormat对象
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("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}catch (NumberFormatException e){
System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("信号量发生错误");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
executorService.shutdown();
System.out.println("所有线程格式化日期成功");
}
}
可以看到，在SimpleDateFormatTest01类中，首先定义了两个常量，一个是程序执行的总次数，一个是同时运行的线程数量。程序中结合线程池和CountDownLatch类与Semaphore类来模拟高并发的业务场景。其中，有关日期转化的代码只有如下一行。
simpleDateFormat.parse("2020-01-01");当程序捕获到异常时，打印相关的信息，并退出整个程序的运行。当程序正确运行后，会打印“所有线程格式化日期成功”。
运行程序输出的结果信息如下所示。
Exception in thread "pool-1-thread-4" Exception in thread "pool-1-thread-1" Exception in thread "pool-1-thread-2" 线程：pool-1-thread-7 格式化日期失败
线程：pool-1-thread-9 格式化日期失败
线程：pool-1-thread-10 格式化日期失败
Exception in thread "pool-1-thread-3" Exception in thread "pool-1-thread-5" Exception in thread "pool-1-thread-6" 线程：pool-1-thread-15 格式化日期失败
线程：pool-1-thread-21 格式化日期失败
Exception in thread "pool-1-thread-23" 线程：pool-1-thread-16 格式化日期失败
线程：pool-1-thread-11 格式化日期失败
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
线程：pool-1-thread-27 格式化日期失败
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)线程：pool-1-thread-25 格式化日期失败
at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2084)
at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1869)
at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514)
线程：pool-1-thread-14 格式化日期失败
at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364)
at io.binghe.concurrent.lab06.SimpleDateFormatTest01.lambda$main$0(SimpleDateFormatTest01.java:47)
线程：pool-1-thread-13 格式化日期失败 at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$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)
线程：pool-1-thread-20 格式化日期失败 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
说明，在高并发下使用SimpleDateFormat类格式化日期时抛出了异常，SimpleDateFormat类不是线程安全的！！！
接下来，我们就看下，SimpleDateFormat类为何不是线程安全的。
SimpleDateFormat类为何不是线程安全的？
通过上面的示例程序我们得知，在高并发环境下SimpleDateFormat类会抛出异常，导致其在高并发环境下不能良好的发挥作用。那么，SimpleDateFormat类为何不是线程安全的呢？
这里，我们就看下源码来进一步了解下。通过如下一行代码进入到DateFormat类的源码中。
simpleDateFormat.parse("2020-01-01");打开DateFormat类的parse(String)方法，如下所示。
public Date parse(String source) throws ParseException{
ParsePosition pos = new ParsePosition(0);
Date result = parse(source, pos);
if (pos.index == 0)
throw new ParseException("Unparseable date: \"" + source + "\"" ,
pos.errorIndex);
return result;
}
可以看到，在DateFormat类的当前parse(String)方法中，再次调用parse(String, ParsePosition)方法来格式化日期，继续查看parse(String, ParsePosition)方法，如下所示。
public abstract Date parse(String source, ParsePosition pos);发现parse(String, ParsePosition)方法在DateFormat类中是一个抽象类，具体由子类实现。此时，我们查看此方法的实现，发现此方法正是在SimpleDateFormat类中实现的，如下所示。
@Override
public Date parse(String text, ParsePosition pos){
checkNegativeNumberExpression();
int start = pos.index;
int oldStart = start;
int textLength = text.length();
boolean[] ambiguousYear = {false};
CalendarBuilder calb = new CalendarBuilder();
for (int i = 0; i < compiledPattern.length; ) {
int tag = compiledPattern[i] >>> 8;
int count = compiledPattern[i++] & 0xff;
if (count == 255) {
count = compiledPattern[i++] << 16;
count |= compiledPattern[i++];
}
switch (tag) {
case TAG_QUOTE_ASCII_CHAR:
if (start >= textLength || text.charAt(start) != (char)count) {
//严重破坏了线程的安全性
pos.index = oldStart;
//严重破坏了线程的安全性
pos.errorIndex = start;
return null;
}
start++;
break;
case TAG_QUOTE_CHARS:
while (count-- > 0) {
if (start >= textLength || text.charAt(start) != compiledPattern[i++]) {
//严重破坏了线程的安全性
pos.index = oldStart;
//严重破坏了线程的安全性
pos.errorIndex = start;
return null;
}
start++;
}
break;
default:
boolean obeyCount = false;
boolean useFollowingMinusSignAsDelimiter = false;
if (i < compiledPattern.length) {
int nextTag = compiledPattern[i] >>> 8;
if (!(nextTag == TAG_QUOTE_ASCII_CHAR ||
nextTag == TAG_QUOTE_CHARS)) {
obeyCount = true;
}
if (hasFollowingMinusSign &&
(nextTag == TAG_QUOTE_ASCII_CHAR ||
nextTag == TAG_QUOTE_CHARS)) {
int c;
if (nextTag == TAG_QUOTE_ASCII_CHAR) {
c = compiledPattern[i] & 0xff;
} else {
c = compiledPattern[i+1];
}
if (c == minusSign) {
useFollowingMinusSignAsDelimiter = true;
}
}
}
start = subParse(text, start, tag, count, obeyCount,
ambiguousYear, pos,
useFollowingMinusSignAsDelimiter, calb);
if (start < 0) {
//严重破坏了线程的安全性
pos.index = oldStart;
return null;
}
}
}
//严重破坏了线程的安全性
pos.index = start;
Date parsedDate;
try {
parsedDate = calb.establish(calendar).getTime();
if (ambiguousYear[0]) {
if (parsedDate.before(defaultCenturyStart)) {
parsedDate = calb.addYear(100).establish(calendar).getTime();
}
}
}
catch (IllegalArgumentException e) {
//严重破坏了线程的安全性
pos.errorIndex = start;
////严重破坏了线程的安全性
pos.index = oldStart;
return null;
}
return parsedDate;
}
通过对SimpleDateFormat类中的parse(String, ParsePosition)方法的分析可以得知，parse(String, ParsePosition)方法中存在几处为ParsePosition类中的索引赋值的操作。
一旦将SimpleDateFormat类定义成全局的静态变量，那么SimpleDateFormat类在多个线程间是共享的，这就导致ParsePosition类在多个线程间共享。在高并发场景下，一个线程对ParsePosition类中的索引进行修改，势必会影响到其他线程对ParsePosition类中索引的读操作。这就造成了线程的安全问题。
那么，得知了SimpleDateFormat类不是线程安全的，以及造成SimpleDateFormat类不是线程安全的原因，那么如何解决这个问题呢？接下来，我们就一起探讨下如何解决SimpleDateFormat类在高并发场景下的线程安全问题。
解决SimpleDateFormat类的线程安全问题
解决SimpleDateFormat类在高并发场景下的线程安全问题可以有多种方式，这里，就列举几个常用的方式供参考，大家也可以在评论区给出更多的解决方案。
1.局部变量法
最简单的一种方式就是将SimpleDateFormat类对象定义成局部变量，如下所示的代码，将SimpleDateFormat类对象定义在parse(String)方法的上面，即可解决问题。
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 局部变量法解决SimpleDateFormat类的线程安全问题
*/
public class SimpleDateFormatTest02 {
//执行总次数
private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
//同时运行的线程数量
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() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}catch (NumberFormatException e){
System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("信号量发生错误");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
executorService.shutdown();
System.out.println("所有线程格式化日期成功");
}
}
此时运行修改后的程序，输出结果如下所示。
所有线程格式化日期成功至于在高并发场景下使用局部变量为何能解决线程的安全问题，会在【JVM专题】的JVM内存模式相关内容中深入剖析，这里不做过多的介绍了。
当然，这种方式在高并发下会创建大量的SimpleDateFormat类对象，影响程序的性能，所以，这种方式在实际生产环境不太被推荐。
2.synchronized锁方式
将SimpleDateFormat类对象定义成全局静态变量，此时所有线程共享SimpleDateFormat类对象，此时在调用格式化时间的方法时，对SimpleDateFormat对象进行同步即可，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 通过Synchronized锁解决SimpleDateFormat类的线程安全问题
*/
public class SimpleDateFormatTest03 {
//执行总次数
private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
//同时运行的线程数量
private static final int THREAD_COUNT = 20;
//SimpleDateFormat对象
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("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}catch (NumberFormatException e){
System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("信号量发生错误");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
executorService.shutdown();
System.out.println("所有线程格式化日期成功");
}
}
此时，解决问题的关键代码如下所示。
synchronized (simpleDateFormat){
simpleDateFormat.parse("2020-01-01");
}
运行程序，输出结果如下所示。
所有线程格式化日期成功需要注意的是，虽然这种方式能够解决SimpleDateFormat类的线程安全问题，但是由于在程序的执行过程中，为SimpleDateFormat类对象加上了synchronized锁，导致同一时刻只能有一个线程执行parse(String)方法。此时，会影响程序的执行性能，在要求高并发的生产环境下，此种方式也是不太推荐使用的。
3.Lock锁方式
Lock锁方式与synchronized锁方式实现原理相同，都是在高并发下通过JVM的锁机制来保证程序的线程安全。通过Lock锁方式解决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 通过Lock锁解决SimpleDateFormat类的线程安全问题
*/
public class SimpleDateFormatTest04 {
//执行总次数
private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
//同时运行的线程数量
private static final int THREAD_COUNT = 20;
//SimpleDateFormat对象
private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
//Lock对象
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("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}catch (NumberFormatException e){
System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}finally {
lock.unlock();
}
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("信号量发生错误");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
executorService.shutdown();
System.out.println("所有线程格式化日期成功");
}
}
通过代码可以得知，首先，定义了一个Lock类型的全局静态变量作为加锁和释放锁的句柄。然后在simpleDateFormat.parse(String)代码之前通过lock.lock()加锁。这里需要注意的一点是：为防止程序抛出异常而导致锁不能被释放，一定要将释放锁的操作放到finally代码块中，如下所示。
finally {
lock.unlock();
}
运行程序，输出结果如下所示。
所有线程格式化日期成功此种方式同样会影响高并发场景下的性能，不太建议在高并发的生产环境使用。
4.ThreadLocal方式
使用ThreadLocal存储每个线程拥有的SimpleDateFormat对象的副本，能够有效的避免多线程造成的线程安全问题，使用ThreadLocal解决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 通过ThreadLocal解决SimpleDateFormat类的线程安全问题
*/
public class SimpleDateFormatTest05 {
//执行总次数
private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
//同时运行的线程数量
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() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}catch (NumberFormatException e){
System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("信号量发生错误");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
executorService.shutdown();
System.out.println("所有线程格式化日期成功");
}
}
通过代码可以得知，将每个线程使用的SimpleDateFormat副本保存在ThreadLocal中，各个线程在使用时互不干扰，从而解决了线程安全问题。
运行程序，输出结果如下所示。
所有线程格式化日期成功此种方式运行效率比较高，推荐在高并发业务场景的生产环境使用。
另外，使用ThreadLocal也可以写成如下形式的代码，效果是一样的。
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 通过ThreadLocal解决SimpleDateFormat类的线程安全问题
*/
public class SimpleDateFormatTest06 {
//执行总次数
private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
//同时运行的线程数量
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() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}catch (NumberFormatException e){
System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("信号量发生错误");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
executorService.shutdown();
System.out.println("所有线程格式化日期成功");
}
}
5.DateTimeFormatter方式
DateTimeFormatter是Java8提供的新的日期时间API中的类，DateTimeFormatter类是线程安全的，可以在高并发场景下直接使用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 通过DateTimeFormatter类解决线程安全问题
*/
public class SimpleDateFormatTest07 {
//执行总次数
private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
//同时运行的线程数量
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() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("信号量发生错误");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
executorService.shutdown();
System.out.println("所有线程格式化日期成功");
}
}
可以看到，DateTimeFormatter类是线程安全的，可以在高并发场景下直接使用DateTimeFormatter类来处理日期的格式化操作。
运行程序，输出结果如下所示。
所有线程格式化日期成功使用DateTimeFormatter类来处理日期的格式化操作运行效率比较高，推荐在高并发业务场景的生产环境使用。
6.joda-time方式
joda-time是第三方处理日期时间格式化的类库，是线程安全的。如果使用joda-time来处理日期和时间的格式化，则需要引入第三方类库。这里，以Maven为例，如下所示引入joda-time库。
<dependency>
<groupId>joda-time</groupId>
<artifactId>joda-time</artifactId>
<version>2.9.9</version>
</dependency>
引入joda-time库后，实现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 通过DateTimeFormatter类解决线程安全问题
*/
public class SimpleDateFormatTest08 {
//执行总次数
private static final int EXECUTE_COUNT = 1000;
//同时运行的线程数量
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() + " 格式化日期失败");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("信号量发生错误");
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
executorService.shutdown();
System.out.println("所有线程格式化日期成功");
}
}
这里，需要注意的是：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;
运行程序，输出结果如下所示。
所有线程格式化日期成功使用joda-time库来处理日期的格式化操作运行效率比较高，推荐在高并发业务场景的生产环境使用。
解决SimpleDateFormat类的线程安全问题的方案总结
综上所示：在解决解决SimpleDateFormat类的线程安全问题的几种方案中，局部变量法由于线程每次执行格式化时间时，都会创建SimpleDateFormat类的对象，这会导致创建大量的SimpleDateFormat对象，浪费运行空间和消耗服务器的性能，因为JVM创建和销毁对象是要耗费性能的。所以，不推荐在高并发要求的生产环境使用。
synchronized锁方式和Lock锁方式在处理问题的本质上是一致的，通过加锁的方式，使同一时刻只能有一个线程执行格式化日期和时间的操作。这种方式虽然减少了SimpleDateFormat对象的创建，但是由于同步锁的存在，导致性能下降，所以，不推荐在高并发要求的生产环境使用。
ThreadLocal通过保存各个线程的SimpleDateFormat类对象的副本，使每个线程在运行时，各自使用自身绑定的SimpleDateFormat对象，互不干扰，执行性能比较高，推荐在高并发的生产环境使用。
DateTimeFormatter是Java 8中提供的处理日期和时间的类，DateTimeFormatter类本身就是线程安全的，经压测，DateTimeFormatter类处理日期和时间的性能效果还不错（后文单独写一篇关于高并发下性能压测的文章）。所以，推荐在高并发场景下的生产环境使用。
joda-time是第三方处理日期和时间的类库，线程安全，性能经过高并发的考验，推荐在高并发场景下的生产环境使用。
