SimpleDateFormat被大量使用於處理時間格式化過程，但時間轉換過程遇到的多線程併發使用場景並不多見，這其中存在嚴重併發隱患，本文就此問題展開分析並介紹幾種可行的解決方案。
SimpleDateFormat被大量使用於處理時間格式化過程，由於該類在創建時會指定一個pattern用於標明固定的時間格式，所以在使用中，一般會創建一個作用域較大（static修飾或某類的私有屬性）的對象用於重複使用。由於時間轉換過程遇到的多線程併發的使用場景並不多見，所以很難發現在該類的隱患，事實上，該類並非是線程安全的，在多線程使用format()和parse()方法時可能會遇到問題。
分析
在SimpleDateFormat及其父類DateFormat的源文件裏，有這樣一段說明：
|
1 2 3 4 |
* 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. |
JDK文檔中已經明確指出，這兩個類在進行時間格式化的過程中都是非線程安全的。也就是說，使用同一個SimpleDateFormat實例，開若干線程做日期轉換操作，得到的結果可能並不準確。
parse
parse()測試，參考了其他人對此做的實驗，我使用的測試代碼（jdk1.8）如下：
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 |
import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class DateFormatTest extends Thread { private static SimpleDateFormat sdf = newSimpleDateFormat("yyyy-MM-dd"); private String name; private String dateStr; public DateFormatTest(String name, String dateStr) { this.name = name; this.dateStr = dateStr; } @Override public void run() { Date date = null; try { date = sdf.parse(dateStr); } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(name + " : date: " + date); } public static void main(String[] args) throwsInterruptedException { ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(); executor.execute(new DateFormatTest("Test_A", "2000-04-28")); executor.execute(new DateFormatTest("Test_B", "2017-04-28")); executor.shutdown(); } } |
這段測試代碼參考了網上一段用例，與之不同的是，原用例中在兩個線程操作中間做了線程等待Sleep，而爲了看到效果，修改後的測試用例把線程等待的部分去掉。雖然每次運行的結果都會不太一樣，但經常會拋出的異常
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
Exception in thread "pool-1-thread-1"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:2051) at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1869) at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514) at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364) at DateFormatTest.run(DateFormatTest.java:24) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1142) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:617) at java.lang.Thread.run(Thread.java:745) Test_B : date: Mon Apr 28 00:00:00 CST 2200 |
需要明確的是，待轉換的字符串作爲非靜態私有變量是每個對象持有的，只有sdf本身是公用的，不難發現即便是成功輸出了，但是數值也未必會是正確的，parse()方法不安全。
format
SimpleDateFormat的format()方法源碼如下：
|
1 2 3 4 5 |
private StringBuffer format(Date date, StringBuffer toAppendTo, FieldDelegate delegate) { // Convert input date to time field list calendar.setTime(date); ... |
需要注意的是calendar的操作並非是線程安全的，很顯然在併發情景下，format的使用並不安全，測試過程與對parse過程的測試相似，不再贅述。
解決
既然SimpleDateFormat本身並不安全，那麼解決的方式無非兩種：優化使用過程或者找替代品。
1.臨時創建
不使用Static，每次使用時，創建新實例。
存在的問題：
SimpleDateFormat中使用了Calendar對象，由於該對象相當重，在高併發的情況下會大量的new SimpleDateFormat以及銷燬SimpleDateFormat，極其耗費資源。
2.synchronized
以synchronized同步SimpleDateFormat對象。
存在的問題：
高併發時，使用該對象會出現阻塞，當前使用者使用時，其他使用者等待，儘管結果是對的，但是併發成了排隊，實際上並沒有解決問題，還會對性能以及效率造成影響。
3.ThreadLocal
使用ThreadLocal，令每個線程創建一個當前線程的SimpleDateFormat的實例對象。
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);
}
}
或
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);
}
}
存在的問題：
使用ThreadLocal時，如果執行原子任務的過程是每一個線程執行一個任務，那麼這樣的聲明基本和每次使用前創建實例對象是沒區別的；如果使用的是多線程加任務隊列，舉個例子，tomcat有m個處理線程，外部有n個待處理任務請求，那麼當執行n個任務時，其實只會創建m個SimpleDateFormat實例，對於單一的處理線程，執行任務是有序的，所以對於當前線程而言，不存在併發。
4.Apache的 DateFormatUtils 與 FastDateFormat
使用org.apache.commons.lang.time.FastDateFormat 與 org.apache.commons.lang.time.DateFormatUtils。
存在的問題：
apache保證是線程安全的，並且更高效。但是DateFormatUtils與FastDateFormat這兩個類中只有format()方法，所有的format方法只接受long，Date，Calendar類型的輸入，轉換成時間串，目前不存在parse()方法，可由時間字符串轉換爲時間對象。
5.Joda-Time
使用Joda-Time類庫。
存在的問題：
沒有問題~
簡介：
Joda-Time — 面向 Java 應用程序的日期/時間庫的替代選擇，Joda-Time 令時間和日期值變得易於管理、操作和理解。事實上，易於使用是 Joda 的主要設計目標。其他目標包括可擴展性、完整的特性集以及對多種日曆系統的支持。並且 Joda 與 JDK 是百分之百可互操作的，因此您無需替換所有 Java 代碼，只需要替換執行日期/時間計算的那部分代碼。
資料：
Joda-Time 簡介（中文）https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jodatime.html
Joda-Time 文檔（英文）http://joda-time.sourceforge.net/