java 编程中 Date 与 SimpleDateFormat 时间转换不一致问题 与 SimpleDateFormat 线程安全问题

前提说明:

         java.util.Date中的getTime函数定义如下:

     java.util.Date代表一个时间点,其值为距公元1970年1月1日 00:00:00的毫秒数。所以它是没有时区和Locale概念的。

     public long getTime() 返回自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 GMT 以来此 Date 对象表示的毫秒数

  java中通过如下形式取得当前时间点: 

Date now =new Date(); //这个时间点与本地系统的时区无关,故不同时区同一时间获取的Date数据时间戳是一致的。

  而正因为其与时区的无关性,才使得我们的存储数据(如:数据库中的时间datetime类型数据)是一致的。

问题出现原因:不同时区服务器 连接统一数据库 获取时间 Date 数据是一致的,但是 由于服务器所在时区的不同,使用如下代码进行字符串转换的时候,出现不同时区服务器SimpleDateFormat转换出的字符串不一致问题。

SimpleDateFormat sdf =new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

String snow = sdf.format(now);

提示:上面代码SimpleDateFormat 没有设定时区属性,会自动获取当前服务器所在时区,进行字符串的转换,进而造成时间字符串显示的不同。

解决:

SimpleDateFormat sdf =new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("GMT+8"));

String snow = sdf.format(now);// snow = 2011-12-04 21:22:24

sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("GMT+7"));

String snow2 = sdf.format(now);// snow2 = 2011-12-04 20:22:24 (可见:东八区比东七区早一个小时)

  另外,你可以通过如下代码修改本地时区信息:

TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("GMT+8"));

安全问题:

JDK文档的最下面有如下说明:

  SimpleDateFormat中的日期格式不是同步的。推荐(建议)为每个线程创建独立的格式实例。如果多个线程同时访问一个格式,则它必须保持外部同步。

  JDK原始文档如下:
  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.

  下面我们通过看JDK源码来看看为什么SimpleDateFormat和DateFormat类不是线程安全的真正原因:

  SimpleDateFormat继承了DateFormat,在DateFormat中定义了一个protected属性的 Calendar类的对象:calendar。只是因为Calendar累的概念复杂,牵扯到时区与本地化等等,Jdk的实现中使用了成员变量来传递参数,这就造成在多线程的时候会出现错误。

  在format方法里,有这样一段代码:

 private StringBuffer format(Date date, StringBuffer toAppendTo,
                                FieldDelegate delegate) {
        // Convert input date to time field list
        // 注意这里 -------------------------------------------------
        calendar.setTime(date);
        // 注意这里 -------------------------------------------------

    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)这条语句改变了calendar,稍后,calendar还会用到(在subFormat方法里),而这就是引发问题的根源。想象一下,在一个多线程环境下,有两个线程持有了同一个SimpleDateFormat的实例,分别调用format方法:
  线程1调用format方法,改变了calendar这个字段。
  中断来了。
  线程2开始执行,它也改变了calendar。
  又中断了。
  线程1回来了,此时,calendar已然不是它所设的值,而是走上了线程2设计的道路。如果多个线程同时争抢calendar对象,则会出现各种问题,时间不对,线程挂死等等。
  分析一下format的实现,我们不难发现,用到成员变量calendar,唯一的好处,就是在调用subFormat时,少了一个参数,却带来了这许多的问题。其实,只要在这里用一个局部变量,一路传递下去,所有问题都将迎刃而解。
  这个问题背后隐藏着一个更为重要的问题--无状态:无状态方法的好处之一,就是它在各种环境下,都可以安全的调用。衡量一个方法是否是有状态的,就看它是否改动了其它的东西,比如全局变量,比如实例的字段。format方法在运行过程中改动了SimpleDateFormat的calendar字段,所以,它是有状态的。

  这也同时提醒我们在开发和设计系统的时候注意下一下三点:

  1.自己写公用类的时候,要对多线程调用情况下的后果在注释里进行明确说明

  2.对线程环境下,对每一个共享的可变变量都要注意其线程安全性

  3.我们的类和方法在做设计的时候,要尽量设计成无状态的

 

解决:

一:方法内 创建一个临时 SimpleDateFormat, 使用完丢弃掉:频繁创建对象消耗大,性能影响一些(推荐)。 

二:维护一个SimpleDateFormat实体,转换方法上使用 Synchronized 保证线程安全:多线程堵塞(并发大系统不推荐)。

三:使用ThreadLocal : 线程独享 不堵塞,并且减少创建对象的开销(如果对性能要求比较高的情况,推荐这种方式)。

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 threadLocal = new ThreadLocal() {
        @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);
    }
}

 

 

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