POI多线程导出数据混乱的问题

在这里以07版excel导出为例，
问题描述：多线程导出excel，一个线程负责一个sheet的数据写入，出现数据混乱，可能会有大面积的重复数据，或者你设置的表头被设置到内容里去了。

1，出发点：
我有个需求（随便假设的），导出半个月的账单，每一天作为一个sheet。
先创建一个XSSFWork，然后分配多个线程，每个线程负责一个sheet，每个单元格分别写入行号跟列号

public static void main(String[] args){
        int days = 15;
        LocalDate today = LocalDate.now();
        DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
        XSSFWorkbook workbook = new XSSFWorkbook();
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);
        CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(days);
        List<Future<Boolean>> list = IntStream.range(0,days).mapToObj(i->{
            String date = dtf.format(today.plusDays(i));
            XSSFSheet sheet = workbook.createSheet(date);
            Future<Boolean> future = executorService.submit(()->{
                try{
                    for(int j=0;j<100;j++){
                        XSSFRow row = sheet.createRow(j);
                        for(int k=0;k<100;k++){
                            row.createCell(k).setCellValue(j+"-"+k);
                        }
                    }
                    return true;
                }finally {
                    cdl.countDown();
                }
            });
            return future;
        }).collect(Collectors.toList());

        try{
            cdl.await(2,TimeUnit.MINUTES);

            for(Future<Boolean> future : list){
                future.get();
            }
            String path = "C:\\Users\\admin\\Desktop\\"+DateTimeFormatter.ofPattern("yyyyMMddHHmmss").format(LocalDateTime.now())+".xls";
            FileOutputStream os = new FileOutputStream(path);
            workbook.write(os);
            os.close();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            executorService.shutdown();
        }
    }

运行生成文件截图示例：

2，原因在于SharedStringsTable这个类，

需要注意的是，XSSFWork里面的sharedStringSource跟XSSFCell的_sharedStringSource两个相同类型的属性，其实都指向同一个对象，看XSSFCell的初始化就可以知道

因此只要是用的同一个XSSFWork，那么所有的这个变量其实都是指向了同一个实例。
现在讲下这个实例，看这个类的注释：

简单点说，就是一个excel里面的值重复率比较高，因此准备了这个类，每个唯一的字符串只会存一次，照这样设计，每个单元格，如果值相同，那么指向的就是这个实例里的一个唯一索引。
设计是好的，单线程跑也没问题，如果多线程，每个线程有自己的workBook，那也没问题，如果多线程，用了这同一个workbook，那就只有一份sharedStringsTable了，问题在这。
刚开始看，以为是这个类里的两个线程非安全的集合搞的鬼，
一个是存每个唯一字符串转换出来的CTRstImpl对象，用的ArrayList
一个是存每个唯一字符串和对应在上述列表集合中的 索引之间的键值对，用的HashMap
二话不说，通过反射将这两个属性分别重新赋值
strings = new CopyOnWriteArrayList();
stmap = new ConcurrentHashMap<>();

编译运行，问题照样存在。

因此直接加日志，在setCellValue之后，马上取出来，两者值一比较，发现不对，点进去看setCellValue实现，
这里再进去两层，到这里：

3，问题在这：
3.1，stmap.containsKey(s)，完全有可能多个相同的字符串同时没通过这一关，从而代码执行到下面，stmap put两个相同的键，而后发的键值对覆盖了前一个键值对，但这两个相同的字符串经过处理都转换成CTRst存入strings，而这两个CTRst对象的索引很有可能被当做其他的stmap value值存到stmap了
3.2，获取strings的大小来作为唯一字符串的映射值，多线程并发时，有N个线程在插数据到strings，又有N个线程在获取strings的大小并写入stmap，导致唯一字符串对应的strings索引值可能不对

4，解决办法：
最好的办法是拿到POI源码，在ShardStringsTable.addEntry 方法上加上synchronized，我用的poi版本是4.0.0，我检查了调用setCellValue的时候，只有这里存在并发问题，使用到strings.size()的地方只有这里，使用到stmap.put的地方另有一处，是在读取输入流生成excel的时候用到的，这个就不会有冲突了，
解决方案：
4.1，在setCellValue调用的时候，获取到sharedStringsTable实例，并以它为锁，执行setCellValue方法，保证setCellValue执行的时候，addEntry方法只能线程同步执行（需要将代码调用setCellValue统一封装在一个方法体内，并且锁的粒度稍微大了点，另外在这里通过反射从XSSFCell对象中获取到_sharedStringsTable会比较消耗性能，设置一个cell就用调一次反射，当然也可以在最顶层从XSSFwork中取到这个属性并一层层传过来）

public static void main(String[] args){
        int days = 15;
        LocalDate today = LocalDate.now();
        DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
        XSSFWorkbook workbook = new XSSFWorkbook();
        SharedStringsTable sstLock = getSstLock(workbook);
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);
        CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(days);
        List<Future<Boolean>> list = IntStream.range(0,days).mapToObj(i->{
            String date = dtf.format(today.plusDays(i));
            XSSFSheet sheet = workbook.createSheet(date);
            Future<Boolean> future = executorService.submit(()->{
                try{
                    for(int j=0;j<100;j++){
                        XSSFRow row = sheet.createRow(j);
                        for(int k=0;k<100;k++){
                            synchronized (sstLock){
                                row.createCell(k).setCellValue(j+"-"+k);
                            }
                        }
                    }
                    return true;
                }finally {
                    cdl.countDown();
                }
            });
            return future;
        }).collect(Collectors.toList());

        try{
            cdl.await(2,TimeUnit.MINUTES);

            for(Future<Boolean> future : list){
                future.get();
            }
            String path = "C:\\Users\\admin\\Desktop\\"+DateTimeFormatter.ofPattern("yyyyMMddHHmmss").format(LocalDateTime.now())+".xls";
            FileOutputStream os = new FileOutputStream(path);
            workbook.write(os);
            os.close();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            executorService.shutdown();
        }
    }

    private static SharedStringsTable getSstLock(XSSFWorkbook workbook){
        try{
            Field field = workbook.getClass().getDeclaredField("sharedStringSource");
            field.setAccessible(true);
            return (SharedStringsTable)field.get(workbook);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

4.2，把源码拉过来，在SharedStringsTable.addEntry方法上加synchronized，改个版本号，编译构建打包，放maven私服去，并引用新的包

新的excel截图应该是这样：

备注：如果你用的是HSSFWork，也就是excel03版本的，那问题就是另外分析了，因为HSSFwork没有SharedStringsTable的设计