SimpleDateFormat线程安全引发的事故以及解决方法

问题现象

同事在多线程中使用了同一个日期的转换工具类，在运行过程中发现日志里偶现一些NumberFormatExcetion，刚开始他以为是数据问题，后来找我仔细分析日志，发现日期字符串存在丢失长度、长度不全等问题，判断是多线程导致，测试代码如下：

public class DateTest {
    //工具类中的日期组件
    private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");


    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(10, 100, 1, TimeUnit.MINUTES, new LinkedBlockingQueue<>(10));
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            threadPoolExecutor.execute(() -> {
                String dateString = sdf.format(new Date());
                try {
                    Date parseDate = sdf.parse(dateString);
                    String dateString2 = sdf.format(parseDate);
                    System.out.println(dateString.equals(dateString2));
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
    }
}

打印结果：

原因分析

全局变量的SimpleDateFormat，在并发情况下，存在安全性问题。

我们通过源码看下：

SimpleDateFormat继承了 DateFormat

DateFormat类中维护了一个全局的Calendar变量

sdf.parse(dateStr)和sdf.format(date)，都是由Calendar引用来储存的。

如果SimpleDateFormat是static全局共享的，Calendar引用也会被共享。

又因为Calendar内部并没有线程安全机制，所以全局共享的SimpleDateFormat不是线性安全的。

解决方法

解决方式一

「FastDateFormat（FastDateFormat能保证线程安全） 替换 SimpleDateFormat」

private static final FastDateFormat sdf = FastDateFormat.getInstance("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

测试代码如下所示：

public class DateTest {
    //工具类中的日期组件
//    private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    private static final FastDateFormat sdf = FastDateFormat.getInstance("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(10, 100, 1, TimeUnit.MINUTES, new LinkedBlockingQueue<>(10));
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            threadPoolExecutor.execute(() -> {
                String dateString = sdf.format(new Date());
                try {
                    Date parseDate = sdf.parse(dateString);
                    String dateString2 = sdf.format(parseDate);
                    System.out.println(dateString.equals(dateString2));
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        threadPoolExecutor.shutdown();
    }
}

打印结果：

解决方式二

「使用DateTimeFormatter（DateTimeFormatter是线程安全的，java 8+支持）代替SimpleDateFormat」

private static DateTimeFormatter sdf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

测试代码如下：

public class DateTest {
    //工具类中的日期组件
//    private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    private static DateTimeFormatter sdf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

//    private static final FastDateFormat sdf = FastDateFormat.getInstance("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(10, 100, 1, TimeUnit.MINUTES, new LinkedBlockingQueue<>(10));
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            threadPoolExecutor.execute(() -> {
                try {
                    String dateString = sdf.format(LocalDateTime.now());
                    TemporalAccessor temporalAccessor = sdf.parse(dateString);
                    String dateString2 = sdf.format(temporalAccessor);
                    System.out.println(dateString.equals(dateString2));
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        threadPoolExecutor.shutdown();
    }
}

打印结果如下：

总结

在多线程中使用全局变量时一定要考虑到线程安全问题，若不确定是否存在线程安全问题的公共变量，则不要冒然使用，可以做一些测试和资料分析，或者使用局部变量。