面试官一步一步的套路你，为什么 SimpleDateFormat 不是线程安全的？

2010 年 8 月 4 日

面试官

：SimpleDateFormat用过吗？

小小白

：用过，用来格式化或解析日期时间。

面试官

：能写一下你是如何使用的吗？

小小白

：噼里啪啦敲完了，代码如下：

public class SimpleDateFormatTest {

    static final ThreadLocal df = new ThreadLocal() {

        @Override

        protected DateFormat initialValue() {

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

        }

    };







    public static void main(String[] args) {

        try {

            df.get().parse("2020-03-27 10:09:01");

        } catch (ParseException e) {

            e.printStackTrace();

        } finally {

            df.remove();

        }

    }

}

面试官

：为什么要使用ThreadLocal包装SimpleDateFormat？

小小白

：如果不使用ThreadLocal包装一下，直接创建一个SimpleDateFormat共享实例对象，在多线程并发的情况下使用这个对象的方法是线程不安全的，可能会抛出NumberFormatException或其它异常。使用ThreadLocal包装一下，每个线程都有自己的SimpleDateFormat实例对象，这样多线程并发的情况下就不会出现线程不安全的问题了。

面试官

：那为什么SimpleDateFormat作为共享变量会出现线程不安全的问题？

小小白

：以下面的代码为例，说明一下原因。

public class SimpleDateFormatTest {

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

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i <= 15; i++) {

            new Thread(new Runnable() {

                @Override

                public void run() {

                    try {

                        System.out.println(sdf.parse("2020-3-27 10:09:01"));

                    } catch (Exception e) {

                        e.printStackTrace();

                    }

                }

            }).start();

        }

    }

}

SimpleDateFormat类继承了DateFormat抽象类，在DateFormat抽象类中有一个Calendar类型的属性calendar，它就是导致SimpleDateFormat线程不安全的关键。上面代码中变量sdf是全局共享的，首先通过SimpleDateFormat构造方法创建对象，进入这个构造方法的源码。

    public SimpleDateFormat(String pattern){

        this(pattern, Locale.getDefault(Locale.Category.FORMAT));

    }

    

    public SimpleDateFormat(String pattern, Locale locale){

        if (pattern == null || locale == null) {

            throw new NullPointerException();

        }

        // 初始化一个Calendar实例

        initializeCalendar(locale);

        this.pattern = pattern;

        this.formatData = DateFormatSymbols.getInstanceRef(locale);

        this.locale = locale;

        initialize(locale);

    }




    // 如果DateFormat中calendar属性等于null，则创建一个

    private void initializeCalendar(Locale loc) {

        if (calendar == null) {

            assert loc != null;

            // The format object must be constructed using the symbols for this zone.

            // However, the calendar should use the current default TimeZone.

            // If this is not contained in the locale zone strings, then the zone

            // will be formatted using generic GMT+/-H:MM nomenclature.

            calendar = Calendar.getInstance(TimeZone.getDefault(), loc);

        }

    }

在这个构造方法中初始化了一些SimpleDateFormat的属性值，特别是calendar。接着，进入SimpleDateFormat类的parse方法源码。

    public Date parse(String source) throws ParseException

    {

        ParsePosition pos = new ParsePosition(0);

        // 通过参数值source解析得到一个Date

        Date result = parse(source, pos);

        if (pos.index == 0)

            throw new ParseException("Unparseable date: \"" + source + "\"" ,

                pos.errorIndex);

        return result;

    }

    // 通过参数值source解析得到一个Date

    // 这个方法代码很多，这里省略不重要的代码

    public Date parse(String text, ParsePosition pos)

    {

        // 省略解析日期字符串的部分代码

        CalendarBuilder calb = new CalendarBuilder();

        // 日期字符串解析完成后存放到calb中

        Date parsedDate;

        try {

            // 使用calb中解析好的日期数据设置calendar

            parsedDate = calb.establish(calendar).getTime();

            // 省略部分代码

        }

        catch (IllegalArgumentException e) {

            // 省略部分代码

        }

        return parsedDate;

    }




    // CalendarBuilder类的establish方法部分代码

    Calendar establish(Calendar cal) {

        // 省略部分不重要代码

        cal.clear();

        // 省略部分不重要代码

        return cal;

    }

从上面的代码可以看到，根据传入的日期时间字符串来解析，然后将解析好的日期数据设置到calendar中，也就是通过establish方法完成的，注意看这个方法中调用了cal.clear()，这将会导致calendar中的属性值变为初始值，如果在多线程并发的情况下，有可能线程A刚执行完establish方法，线程B就执行了cal.clear()，导致最终的解析异常。

面试官

：那既然是因为SimpleDateFormat类中的calendar是共享变量导致的，可以将SimpleDateFormat类型的变量设置成方法私有的，每次要用的时候new一个不就完了，或者使用同步锁控制一下并发访问，为什么还要使用ThreadLocal这么麻烦？

小小白

：方法私有和同步锁并发控制确实可以解决问题，但是他们有各自的缺点。方法私有，每次都需要创建一个新对象，这样占用内存不说，还需要不断回收。同步锁并发控制，多线程高并发的情况下，性能会严重下降。使用ThreadLocal包装，每个线程只需要创建一个SimpleDateFormat对象实例，既解决不断创建新对象的问题，又解决了并发的问题。

面试官

：那为什么最开始你写的代码中，在finally方法中使用了df.remove()，这是为什么？

小小白

：线程用完了SimpleDateFormat，如果不调用remove方法将其清除，可能会引发因使用ThreadLocal而导致的内存泄漏。

面试官

：使用ThreadLocal为什么可能会导致内存泄漏？

请点击阅读《都说ThreadLocal被面试官问烂了，可为什么面试官还是喜欢继续问》

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