阿里巴巴JAVA開發(fā)手冊 1.3.1版本中
一編程規(guī)范
(六)并發(fā)處理
5.【強制】SimpleDateFormat 是線程不安全的類,一般不要定義為static變量,如果定義為static,必須加鎖,或者使用DateUtils工具類。
我主要是無法理解后面這句話,“一般不要定義為Static變量”,
為什么?普通的SimpleDateFormat 變量和 Static的SimpleDateFormat 變量在使用上有什么區(qū)別嗎?
各位能理解的大大們能否用代碼舉例說明一下,
將SimpleDateFormat 定義為普通變量和靜態(tài)變量在開發(fā)中會有什么區(qū)別,會遇到什么問題?
主要問題在于parse方法,在并發(fā)時,如不同步,會報出以下的異常,導致程序無法正常運行
Exception in thread "Thread-2" Exception in thread "Thread-1" java.lang.NumberFormatException: multiple points
at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1890)
at sun.misc.FloatingDecimal.parseDouble(FloatingDecimal.java:110)
at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:538)
at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:169)
at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2056)
可以用以下代碼片段觸發(fā)異常:
@Test
public void testForFail(){
final SimpleDateFormat f = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
class MyThread extends Thread{
int loopCount; String dateString;
public MyThread(int loops, String dt){
this.loopCount = loops;
this.dateString = dt;
}
@Override
public void run() {
int i = 0;
while (i++ < loopCount) {
try {
Date dt = f.parse(dateString);
String s = f.format(dt);
Date res = f.parse(s);
assertEquals(res, dt);
} catch (ParseException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
new MyThread(10000,"2018-01-19").start();
new MyThread(10000,"2017-12-13").start();
new MyThread(10000,"2019-03-09").start();
}
當只啟動一個線程時,代碼是沒有問題的,但多個線程時很容易出問題。(但也不是每次都出問題;))
另外,即便沒有這個安全問題,供享可被修改內(nèi)部狀態(tài)的實例也會出現(xiàn)意外的結(jié)果。
SimpleDateFormat 是 Java 中一個非常常用的類,該類用來對日期字符串進行解析和格式化輸出,但如果使用不小心
會導致非常微妙和難以調(diào)試的問題,因為 DateFormat 和 SimpleDateFormat 類不都是線程安全的,在多線程環(huán)境下
調(diào)用 format() 和 parse() 方法應該使用同步代碼來避免問題。通過一個具體的場景來深入理解SimpleDateFormat
類。
在程序中我們應當盡量少的創(chuàng)建SimpleDateFormat 實例,因為創(chuàng)建這么一個實例需要耗費很大的代價。在一個讀取
數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)導出到excel文件的例子當中,每次處理一個時間信息的時候,就需要創(chuàng)建一個SimpleDateFormat實例對
象,然后再丟棄這個對象。大量的對象就這樣被創(chuàng)建出來,占用大量的內(nèi)存和 jvm空間。
package com.peidasoft.dateformat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class DateUtil {
public static String formatDate(Date date)throws ParseException{
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
return sdf.format(date);
}
public static Date parse(String strDate) throws ParseException{
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
return sdf.parse(strDate);
}
}
也許會說,OK,那我就創(chuàng)建一個靜態(tài)的simpleDateFormat實例,然后放到一個DateUtil類(如下) 中,在使用時
直接使用這個實例進行操作,這樣問題就解決了。
package com.peidasoft.dateformat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class DateUtil {
private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public static String formatDate(Date date)throws ParseException{
return sdf.format(date);
}
public static Date parse(String strDate) throws ParseException{
return sdf.parse(strDate);
}
}
當然,這個方法的確很不錯,在大部分的時間里面都會工作得很好。但當你在生產(chǎn)環(huán)境中使用一段時間之后,你就會發(fā)
現(xiàn)這么一個事實:它不是線程安全的。在正常的測試情況之下,都沒有問題,但一旦在生產(chǎn)環(huán)境中一定負載情況下時,
這個問題就出來了。他會出現(xiàn)各種不同的情況,比如轉(zhuǎn)化的時間不正確,比如報錯,比如線程被掛死等等。我們看下面
的測試用例,那事實說話:
package com.peidasoft.dateformat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class DateUtil {
private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public static String formatDate(Date date)throws ParseException{
return sdf.format(date);
}
public static Date parse(String strDate) throws ParseException{
return sdf.parse(strDate);
}
}
package com.peidasoft.dateformat;
import java.text.ParseException;
import java.util.Date;
public class DateUtilTest {
public static class TestSimpleDateFormatThreadSafe extends Thread {
@Override
public void run() {
while(true) {
try {
this.join(2000);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
try {
System.out.println(this.getName()+":"+DateUtil.parse("2013-05-2 4 06:02:20"));
} catch (ParseException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
for(int i = 0; i < 3; i++){
new TestSimpleDateFormatThreadSafe().start();
}
}
}
Exception in thread "Thread-1" java.lang.NumberFormatException: multiple points
at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1082)
at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:510)
at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:151)
at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:1302)
at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1589)
at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1311)
at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:335)
at com.peidasoft.orm.dateformat.DateNoStaticUtil.parse(DateNoStaticUtil.java:17)
at com.peidasoft.orm. dateformat.DateUtilTest$TestSimpleDateFormatThreadSafe.
run(DateUtilTest.java:20)
Exception in thread "Thread-0" java.lang.NumberFormatException: multiple points
at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1082)
at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:510)
at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:151)
at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:1302)
at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1589)
at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1311)
at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:335)
at com.peidasoft.orm.dateformat.DateNoStaticUtil.parse(DateNoStaticUtil.java:17)
at com.peidasoft.orm.dateformat.DateUtilTest$TestSimpleDateFormatThreadSafe.run(DateUtilTest.java:20)
Thread-2:Mon May:02:20 CST 2021
Thread-2:Fri May 24 06:02:20 CST 2013
Thread-2:Fri May 24 06:02:20 CST 2013
Thread-2:Fri May 24 06:02:20 CST 2013
說明:Thread-1和Thread-0報java.lang.NumberFormatException: multiple points錯誤,直接掛死,沒起來;Thread-2 雖然沒有掛死,但輸出的時間是有錯誤的,比如我們輸入的時間是:2013-05-24 06:02:20 ,當會輸出:Mon May 24 06:02:20 CST 2021 這樣的靈異事件。
當然都知道,相比于共享一個變量的開銷要比每次創(chuàng)建一個新變量要小很多。上面的優(yōu)化過的靜態(tài)的SimpleDateFormat版,之所在并發(fā)情況下回出現(xiàn)各種靈異錯誤,是因為SimpleDateFormat和DateFormat類不是線程安全的。我們之所以忽視線程安全的問題,是因為從SimpleDateFormat和DateFormat類提供給我們的接口上來看,實在讓人看不出它與線程安全有何相干。只是在JDK文檔的最下面有如下說明:
SimpleDateFormat中的日期格式不是同步的。推薦(建議)為每個線程創(chuàng)建獨立的格式實例。如果多個線程同時訪問一個格式,則它必須保持外部同步。
Synchronization:
Date formats are not synchronized.
It is recommended to create separate format instances for each thread.
If multiple threads access a format concurrently, it must be synchronized externally.
SimpleDateFormat繼承了DateFormat,在DateFormat中定義了一個protected屬性的 Calendar類的對象:calendar。只是因為Calendar累的概念復雜,牽扯到時區(qū)與本地化等等,Jdk的實現(xiàn)中使用了成員變量來傳遞參數(shù),這就造成在多線程的時候會出現(xiàn)錯誤。
private StringBuffer format(Date date, StringBuffer toAppendTo,
FieldDelegate delegate) {
// Convert input date to time field list
calendar.setTime(date);
boolean useDateFormatSymbols = useDateFormatSymbols();
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:
toAppendTo.append((char)count);
break;
case TAG_QUOTE_CHARS:
toAppendTo.append(compiledPattern, i, count);
i += count;
break;
default:
subFormat(tag, count, delegate, toAppendTo, useDateFormatSymbols);
break;
}
}
return toAppendTo;
}
calendar.setTime(date)這條語句改變了calendar,稍后,calendar還會用到(在subFormat方法里),而這就是引
發(fā)問題的根源。想象一下,在一個多線程環(huán)境下,有兩個線程持有了同一個SimpleDateFormat的實例,分別調(diào)用format方
法:
線程1調(diào)用format方法,改變了calendar這個字段。
中斷來了。
線程2開始執(zhí)行,它也改變了calendar。
又中斷了。
線程1回來了,此時,calendar已然不是它所設的值,而是走上了線程2設計的道路。如果多個線程同時爭搶calendar對
象,則會出現(xiàn)各種問題,時間不對,線程掛死等等。
分析一下format的實現(xiàn),我們不難發(fā)現(xiàn),用到成員變量calendar,唯一的好處,就是在調(diào)用subFormat時,少了一個參
數(shù),卻帶來了這許多的問題。其實,只要在這里用一個局部變量,一路傳遞下去,所有問題都將迎刃而解。
這個問題背后隱藏著一個更為重要的問題--無狀態(tài):無狀態(tài)方法的好處之一,就是它在各種環(huán)境下,都可以安全的調(diào)用。
衡量一個方法是否是有狀態(tài)的,就看它是否改動了其它的東西,比如全局變量,比如實例的字段。format方法在運行過程中
改動了SimpleDateFormat的calendar字段,所以,它是有狀態(tài)的。
1.自己寫公用類的時候,要對多線程調(diào)用情況下的后果在注釋里進行明確說明
2.對線程環(huán)境下,對每一個共享的可變變量都要注意其線程安全性
3.我們的類和方法在做設計的時候,要盡量設計成無狀態(tài)的
package com.peidasoft.dateformat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class DateUtil {
public static String formatDate(Date date)throws ParseException{
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
return sdf.format(date);
}
public static Date parse(String strDate) throws ParseException{
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
return sdf.parse(strDate);
}
}
說明:在需要用到SimpleDateFormat 的地方新建一個實例,不管什么時候,將有線程安全問題的對象由共享變?yōu)?/p>
局部私有都能避免多線程問題,不過也加重了創(chuàng)建對象的負擔。在一般情況下,這樣其實對性能影響比不是很明顯的。
package com.peidasoft.dateformat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class DateSyncUtil {
private static SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public static String formatDate(Date date)throws ParseException{
synchronized(sdf){
return sdf.format(date);
}
}
public static Date parse(String strDate) throws ParseException{
synchronized(sdf){
return sdf.parse(strDate);
}
}
}
說明:當線程較多時,當一個線程調(diào)用該方法時,其他想要調(diào)用此方法的線程就要block,多線程并發(fā)量大的時候會對性能有一定的影響。
package com.peidasoft.dateformat;
import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class ConcurrentDateUtil {
private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>() {
@Override
protected DateFormat initialValue() {
return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
}
};
public static Date parse(String dateStr) throws ParseException {
return threadLocal.get().parse(dateStr);
}
public static String format(Date date) {
return threadLocal.get().format(date);
}
}
package com.peidasoft.dateformat;
import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class ThreadLocalDateUtil {
private static final String date_format = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>();
public static DateFormat getDateFormat()
{
DateFormat df = threadLocal.get();
if(df==null){
df = new SimpleDateFormat(date_format);
threadLocal.set(df);
}
return df;
}
public static String formatDate(Date date) throws ParseException {
return getDateFormat().format(date);
}
public static Date parse(String strDate) throws ParseException {
return getDateFormat().parse(strDate);
}
}
說明:使用ThreadLocal, 也是將共享變量變?yōu)楠毾?,線程獨享肯定能比方法獨享在并發(fā)環(huán)境中能減少不少創(chuàng)建對象的開銷。如果對性能要求比較高的情況下,一般推薦使用這種方法。
1.使用Apache commons 里的FastDateFormat,宣稱是既快又線程安全的SimpleDateFormat, 可惜它只能對
日期進行format, 不能對日期串進行解析。
2.使用Joda-Time類庫來處理時間相關問題
做一個簡單的壓力測試,方法一最慢,方法三最快,但是就算是最慢的方法一性能也不差,一般系統(tǒng)方法一和方法二就可
以滿足,所以說在這個點很難成為你系統(tǒng)的瓶頸所在。從簡單的角度來說,建議使用方法一或者方法二,如果在必要的時候,
追求那么一點性能提升的話,可以考慮用方法三,用ThreadLocal做緩存。
Joda-Time類庫對時間處理方式比較完美,建議使用。
http://blog.csdn.net/zxh87/ar...
北大青鳥APTECH成立于1999年。依托北京大學優(yōu)質(zhì)雄厚的教育資源和背景,秉承“教育改變生活”的發(fā)展理念,致力于培養(yǎng)中國IT技能型緊缺人才,是大數(shù)據(jù)專業(yè)的國家
達內(nèi)教育集團成立于2002年,是一家由留學海歸創(chuàng)辦的高端職業(yè)教育培訓機構(gòu),是中國一站式人才培養(yǎng)平臺、一站式人才輸送平臺。2014年4月3日在美國成功上市,融資1
北大課工場是北京大學校辦產(chǎn)業(yè)為響應國家深化產(chǎn)教融合/校企合作的政策,積極推進“中國制造2025”,實現(xiàn)中華民族偉大復興的升級產(chǎn)業(yè)鏈。利用北京大學優(yōu)質(zhì)教育資源及背
博為峰,中國職業(yè)人才培訓領域的先行者
曾工作于聯(lián)想擔任系統(tǒng)開發(fā)工程師,曾在博彥科技股份有限公司擔任項目經(jīng)理從事移動互聯(lián)網(wǎng)管理及研發(fā)工作,曾創(chuàng)辦藍懿科技有限責任公司從事總經(jīng)理職務負責iOS教學及管理工作。
浪潮集團項目經(jīng)理。精通Java與.NET 技術, 熟練的跨平臺面向?qū)ο箝_發(fā)經(jīng)驗,技術功底深厚。 授課風格 授課風格清新自然、條理清晰、主次分明、重點難點突出、引人入勝。
精通HTML5和CSS3;Javascript及主流js庫,具有快速界面開發(fā)的能力,對瀏覽器兼容性、前端性能優(yōu)化等有深入理解。精通網(wǎng)頁制作和網(wǎng)頁游戲開發(fā)。
具有10 年的Java 企業(yè)應用開發(fā)經(jīng)驗。曾經(jīng)歷任德國Software AG 技術顧問,美國Dachieve 系統(tǒng)架構(gòu)師,美國AngelEngineers Inc. 系統(tǒng)架構(gòu)師。