ThreadLocal解决SimpleDateFormat非线程安全
系列文章：• WeakReference和StrongReference SimpleDateFormat SimpleDateFormat是非线程安全，测试Demo： package com.jd.api.admin.common;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
Date today = new Date();
Date tomorrow = new Date(today.getTime() + 1000 * 60 * 60 * 24);
System.out.println(today); // 今天是2014-10-17
System.out.println(tomorrow); // 明天是2014-10-18
Thread thread1 = new Thread(new Thread1(dateFormat, today));
thread1.start();
Thread thread2 = new Thread(new Thread2(dateFormat, tomorrow));
thread2.start();
}
}
class Thread1 implements Runnable {
private SimpleDateFormat dateFormat;
private Date date;
public Thread1(SimpleDateFormat dateFormat, Date date) {
this.dateFormat = dateFormat;
this.date = date;
}
public void run() {
for (; ; ) {// 一直循环到出问题为止吧。
String strDate = dateFormat.format(date);
// 如果不等于2014-10-17，证明出现线程安全问题了！！！！
if (!"2014-10-17".equals(strDate)) {
System.err.println("today=" + strDate);
System.exit(0);
}
}
}
}
class Thread2 implements Runnable {
private SimpleDateFormat dateFormat;
private Date date;
public Thread2(SimpleDateFormat dateFormat, Date date) {
this.dateFormat = dateFormat;
this.date = date;
}
public void run() {
for (; ; ) {
String strDate = dateFormat.format(date);
// 如果不等于2014-10-18，证明出现线程安全问题了！！！！
if (!"2014-10-18".equals(strDate)) {
System.err.println("tomorrow=" + strDate);
System.exit(0);
}
}
}
}输出结果： today=2014-10-18 由于创建一个 SimpleDateFormat 实例的开销比较昂贵，解析字符串时间时频繁创建生命周期短暂的实例导致性能低下。所以将 SimpleDateFormat 定义为静态类变量。但是，但是 SimpleDateFormat 是非线程安全的。如果用 synchronized 线程同步同样面临问题，同步导致性能下降。 使用 Threadlocal 解决了此问题，对于每个线程 SimpleDateFormat 不存在影响他们之间协作的状态，为每个线程创建一个 SimpleDateFormat 变量的拷贝或者叫做副本。 import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/**
* 使用ThreadLocal以空间换时间解决SimpleDateFormat线程安全问题。
*/
public class DateFormatUtils {
// 创建一个ThreadLocal类变量，这里创建时用了一个匿名类，覆盖了initialValue方法，主要作用是创建时初始化实例。
private static final ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal() {
protected synchronized Object initialValue() {
return new SimpleDateFormat();
}
};
// 获取线程的变量副本，如果不覆盖initialValue，第一次get返回null，故需要初始化一个SimpleDateFormat，并set到threadLocal中
public static DateFormat getDateFormat(String pattern) {
DateFormat dateFormat = (DateFormat) threadLocal.get();
if (dateFormat == null) {
dateFormat = new SimpleDateFormat(pattern);
threadLocal.set(dateFormat);
}
return dateFormat;
}
public static Date parse(String pattern, String textDate) throws ParseException {
return getDateFormat(pattern).parse(textDate);
}
public static String format(String pattern, Date date) {
return getDateFormat(pattern).format(date);
}
}ThreadLocal 谈到 ThreadLocal 的使用，我们先来了解一下 ThreadLocal 是什么？ThreadLocal 是在 JDK1.2 的版本中开始提供的，他不是一个线程，而是一个线程的本地化对象。当某个变量在使用 ThreadLocal 进行维护时，ThreadLocal 为使用该变量的每个线程分配了一个独立的变量副本，每个线程可以自行操作自己对应的变量副本，而不会影响其他线程的变量副本。 研究ThreadLocal的最根本的实现原理，一共有三个问题。
ThreadLocal 是怎么实现了多个线程之间每个线程一个变量副本的？它是如何实现共享变量的。 ThreadLocal 提供了 set 和 get 访问器用来访问与当前线程相关联的线程局部变量。可以从 ThreadLocal 的 get 函数中看出来，其中 getmap 函数是用 t 作为参数，这里 t 就是当前执行的线程。 从而得知，get 函数就是从当前线程的 threadlocalmap 中取出当前线程对应的变量的副本（注意，变量是保存在线程中的，而不是保存在 ThreadLocal 变量中）。当前线程中，有一个变量引用名字是 threadLocals，这个引用是在 ThreadLocal 类中 createmap 函数内初始化的。 每个线程都有一个这样的 threadLocals 引用的 ThreadLocalMap，以 ThreadLocal 和 ThreadLocal 对象声明的变量类型作为参数。这样，我们所使用的 ThreadLocal 变量的实际数据，通过 get 函数取值的时候，就是通过取出 Thread 中 threadLocals 引用的 map，然后从这个 map 中根据当前 threadLocal 作为参数，取出数据。现在，变量的副本从哪里取出来的已经确认解决了。 ThreadLocal 整体感觉就是，一个包装类。声明了这个类的对象之后，每个线程的数据其实还是在自己线程内部通过 threadLocals 引用到的自己的数据。只是通过 ThreadLocal 访问这个数据而已 看下面 set 函数。当线程中的 threadlocalmap 是 null 的时候，会调用 createmap 创建一个 map。同时根据函数参数设置上初始值。也就是说，当前线程的 threadlocalmap 是在第一次调用 set 的时候创建 map 并且设置上相应的值的。 在代码中声明的ThreadLocal对象，实际上只有一个。在每个线程中，都维护了一个 threadlocals 对象，在没有 ThreadLocal 变量的时候是 null 的。一旦在 ThreadLocal 的 createMap 函数中初始化之后，这个 threadlocals 就初始化了。以后每次那个 ThreadLocal 对象想要访问变量的时候，比如 set 函数和 get 函数，都是先通过 getMap(t) 函数，先将线程的 map 取出，然后再从这个在线程（Thread）中维护的map中取出数据（以当前threadlocal作为参数）。 看 Thread 中 threadlocals 的定义： ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null; 从这个函数中可以看出来，Thread 中的 threadlocals 变量是在 ThreadLocal 对象中调用 createMap 函数来初始化的。 下面是 ThreadLocal 截取的部分源码。 public class ThreadLocal<T> {
protected T initialValue() {
return null;
}
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();
}
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
static class ThreadLocalMap {
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> {
Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
private Entry[] table;
ThreadLocalMap(ThreadLocal firstKey, Object firstValue) {
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
}
}3. 不同的线程局部变量，比如说声明了 n 个 (n>=2) 这样的线程局部变量 threadlocal，那么在 Thread 中的 threadlocals 中是怎么存储的呢？threadlocalmap 中是怎么操作的？ 在 ThreadLocal 的 set 函数中，可以看到，其中的 map.set(this, value); 把当前的 threadlocal 传入到 map 中作为键，也就是说，在不同的线程的 threadlocals 变量中，都会有一个以你所声明的那个线程局部变量 threadlocal 作为键的 key-value。假设说声明了 N 个这样线程的局部变量，那么在线程的 ThreadLocalMap 中就会有 n 个分别以你线程的局部变量作为 key 的键值对。 转载请并标注: “本文转载自 linkedkeeper.com ” ©著作权归作者所有 |
