快捷導(dǎo)航

SimpleDateFormat在多線程下的安全問(wèn)題及解決

更新時(shí)間：2026年03月07日 14:58:59 作者：zmbwcx2003

SimpleDateFormat類在Java中用于日期時(shí)間的格式化和解析,但在高并發(fā)環(huán)境下存在線程不安全的問(wèn)題,原因是它共享了一個(gè)Calendar對(duì)象,導(dǎo)致多個(gè)線程操作時(shí)出現(xiàn)沖突,為了解決這個(gè)問(wèn)題,可以使用局部變量、加鎖或使用線程安全的DateTimeFormatter類

情景重現(xiàn)

SimpleDateFormat類是Java開發(fā)中的一個(gè)日期時(shí)間的轉(zhuǎn)化類。它可以滿足絕大多數(shù)的開發(fā)場(chǎng)景，但是在高并發(fā)下會(huì)出現(xiàn)并發(fā)問(wèn)題。

接下來(lái)查看下文中的案例。

public class TestSimpleDateFormat {
    public static void main(String[] args) {
        SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(()->{
                try {
                    Date parse = format.parse("2003-01-01");
                    System.out.println(parse);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

上面代碼簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是創(chuàng)建了一個(gè)SimpleDateFormat類對(duì)象，該對(duì)象被后續(xù)會(huì)被五個(gè)線程使用，去轉(zhuǎn)化日期格式并打印。

我們來(lái)查看輸出結(jié)果：

java.lang.NumberFormatException: empty String
   at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1842)
   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)
   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 test.lambda$main$0(test.java:21)
   at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
java.lang.NumberFormatException: multiple points
   at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1890)
   at sun.misc.FloatingDecimal.parseDouble(FloatingDecimal.java:110)
   at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:538)
   at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:169)
   at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2056)
   at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1869)
   at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514)
   at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364)
   at test.lambda$main$0(test.java:21)
   at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
java.lang.NumberFormatException: multiple points
   at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1890)
   at sun.misc.FloatingDecimal.parseDouble(FloatingDecimal.java:110)
   at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:538)
   at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:169)
   at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2056)
   at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1869)
   at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514)
   at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364)
   at test.lambda$main$0(test.java:21)
   at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
java.lang.NumberFormatException: empty String
   at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1842)
   at sun.misc.FloatingDecimal.parseDouble(FloatingDecimal.java:110)
   at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:538)
   at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:169)
   at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2056)
   at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1869)
   at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514)
   at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364)
   at test.lambda$main$0(test.java:21)
   at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
Fri Nov 01 00:00:00 CST 2222

可以看到，只輸出了一次時(shí)間轉(zhuǎn)化，并且該輸出格式還是錯(cuò)誤的。

接下來(lái)我們來(lái)查看為什么SimpleDateFormat類是線程不安全的。

SimpleDateFormat解析

我們根據(jù)parse()方法，查看SimpleDateFormat是如何進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換的。

我們可以看到，返回結(jié)果是根據(jù)另一個(gè)方法獲取到的，接下來(lái)我們接著查看該parse()源碼。

這是一個(gè)抽象方法，接著我們?nèi)ゲ榭此木唧w實(shí)現(xiàn)。

可以看到該方法很長(zhǎng)，但是我們只關(guān)注返回如何結(jié)果，直接拉到最后查看該方法如何返回一個(gè)日期格式。上圖中，最后一次修改parseDate對(duì)象是在箭頭的位置。那么我們查看getTime()方法。

可以看到該方法是由Calendar類提供的，該類名翻譯為中文就是日歷的意思，并且返回結(jié)果也是我們需要的日期格式，那么我們就可以確定該方法用于給parseDate對(duì)象提供返回值的，接下來(lái)回退一下查看其他方法哪個(gè)是提供Calendar對(duì)象來(lái)調(diào)用getTime()方法的。

現(xiàn)在我們清楚了Calendar類對(duì)象是由establish()方法提供的了，該方法中需要一個(gè)參數(shù)calendar對(duì)象。該對(duì)象由SimpleDateFormat的父類DateFormat來(lái)維護(hù)。

此時(shí)我們或許大概明白是因?yàn)镾impleDateFormat類之所以線程不安全的問(wèn)題是因?yàn)樵诙嗑€程下共享了calendar對(duì)象。接下來(lái)我們繼續(xù)查看establish()方法，驗(yàn)證是否是這樣，下面是具體源碼

    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;
    }

可以看到，在該方法中，對(duì)cal對(duì)象執(zhí)行了clear()方法與set()方法，我們查看clear方法是做什么的

該方法提供了類似初始化的功能，將上一次的格式轉(zhuǎn)化保存的cal屬性清除。

而set()方法將本次的格式轉(zhuǎn)換需要的數(shù)據(jù)更新。因此，我們可以確定了SimpleDateFormat類之所以線程不安全就是因?yàn)楣蚕砹薱alendar對(duì)象。

解決方案

為了避免SimpleDateFormat格式轉(zhuǎn)換帶來(lái)的并發(fā)問(wèn)題，我們可以采取以下幾個(gè)措施

局部變量

我們已經(jīng)知道了產(chǎn)生線程安全問(wèn)題的原因是共享了相同屬性，那么我們只要讓每個(gè)線程都包含自己的屬性就可以避免該問(wèn)題的發(fā)生。

具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

public class TestSimpleDateFormat {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
        new Thread(()->{
            try {
                    SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
                    Date parse = format.parse("2003-01-01");
                    System.out.println(parse);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

Wed Jan 01 00:00:00 CST 2003
Wed Jan 01 00:00:00 CST 2003
Wed Jan 01 00:00:00 CST 2003
Wed Jan 01 00:00:00 CST 2003
Wed Jan 01 00:00:00 CST 2003

這種方式不太推薦，因?yàn)闀?huì)創(chuàng)建大量的SimpleDateFormat對(duì)象，占用內(nèi)存空間。

加鎖

除了讓每個(gè)線程都擁有自己獨(dú)立的對(duì)象外，我們也可以保證在同一時(shí)刻下，只有一個(gè)線程對(duì)共享屬性進(jìn)行修改，那就是加鎖。具體實(shí)現(xiàn)代碼如下

public class TestSimpleDateFormat{
    public static void main(String[] args) {
        SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    Date parse;
                    synchronized (format){
                        parse = format.parse("2003-01-01");
                    }
                    System.out.println(parse);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

但是這種方法不太推薦，因?yàn)槟軌虺霈F(xiàn)格式轉(zhuǎn)化錯(cuò)誤的情況已經(jīng)是很大的并發(fā)了，如果還使用同步鎖的話會(huì)影響性能。

使用線程變量

public class test {
    private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>() {
        @Override
        protected DateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        }
    };

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    Date parse = threadLocal.get().parse("2023-01-01");
                    System.out.println(parse);
                } catch (ParseException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

使用DateTimeFormatter

在JDK8之后提供了線程安全的格式轉(zhuǎn)化DateTimeFormatter類，使用方法如下

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    TemporalAccessor parse = dateTimeFormatter.parse("2003-06-03");
                        System.out.println(parse);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

輸出結(jié)果為：