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并發編程之 ThreadLocal

生活百科

前言
了解過 SimpleDateFormat 時間工具類的朋友都知道，該工具類非常好用，可以利用該類可以將日期轉換成文本，或者將文本轉換成日期，時間戳同樣也可以 。
以下代碼，我們采用通用的 SimpleDateFormat 對象，在線程池 threadPool中，將對應的 i 值調用 sec2Date 方法來實現日期轉換 ， 并且 sec2Date 方法是用 synchronized 修飾的，在多線程競爭的場景下，來達到線程安全的目的 。
【并發編程之 ThreadLocal】public class SynchronizedTest {public static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);public static SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 1000; i++) {int finalI = i;threadPool.submit(() -> System.out.println(finalI + "---" + new ThreadLocal2().sec2Date(finalI)));}threadPool.shutdown();}private synchronized String sec2Date(int seconds) {Date date = new Date(seconds * 1000L);String format = dateFormat.format(date);return format;}}輸出結果：

并發編程之 ThreadLocal

文章插圖
但是在結果中，我們不難看出，還是會輸出重復值，即使我們用了 synchronized 修飾方法 ， 還是會出現線程不安全的情況 。之所以出現這種現象，并非是我們編寫的代碼出了問題，畢竟在我們平時開發中，通過 synchronized 關鍵字確實能達到線程安全的目的 ， 這里其實是 SimpleDateFormat 內部并不是線程安全的 導致的 。
主要原因：當兩個及以上線程同時使用相同的 SimpleDateFormat 對象（如 static 修飾）的話，就拿上面調用的 format 方法時，format 方法內部就會出現多個線程會同時調用 calendar.setTime 方法時，在多線程競爭的情況下，發生幻讀 ， 就會導致重復值的發生 。
下面，我們去看下 SimpleDateFormat 的 format 源碼，去探究下為什么會線程不安全 。
并發編程之 ThreadLocal

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以上源碼就是 SimpleDateFormat 類下的 format 方法的源碼 ， 我們不需要過多了解里面具體的實現細節，我們只需要關注紅色框住的內容，即 calendar.setTime(date);，該 calendar 是 SimpleDateFormat 的父類 DateFormat 定義的一個成員變量 。
并發編程之 ThreadLocal

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由此我們可以得到一個結論：在多線程競爭的情況下，它們就會共享這個 calendar 成員變量，并去調用它的 calendar.setTime(date) 修改值 ， 這樣就會導致 date 變量被其他線程給修改或覆蓋掉，就會導致最終的結果會出現重復的情況，因此 SimpleDateFormat 是線程不安全的 。
解決方案一：我們只需要用 synchronized 直接修飾 dateFormat 變量，讓每次只有一個線程能夠操作 dateFormat 的權利，說白了就是讓 synchronized 修飾的這塊代碼去串行執行，就可以避免發生線程不安全的情況 。
public class SynchronizedTest {public static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);public static SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 1000; i++) {int finalI = i;threadPool.submit(() -> System.out.println(finalI + "---" + new SynchronizedTest().sec2Date(finalI)));}threadPool.shutdown();}private String sec2Date(int seconds) {Date date = new Date(seconds * 1000L);String format;synchronized (dateFormat) {format = dateFormat.format(date);}return format;}}解決方案二：原理如同方案一相同（一個是鎖住 dateFormat 變量，另一個是鎖著整個 SynchronizedTest 類）
public class SynchronizedTest {public static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);public static SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 1000; i++) {int finalI = i;threadPool.submit(() -> System.out.println(finalI + "---" + new SynchronizedTest().sec2Date(finalI)));}threadPool.shutdown();}private String sec2Date(int seconds) {Date date = new Date(seconds * 1000L);String format;synchronized (SynchronizedTest.class) {format = dateFormat.format(date);}return format;}}但是加 synchronized 這種方式雖然也能保證線程安全，但是這種方式效率會比較低，畢竟同一時刻下，只能有一個線程能夠執行程序，這顯然不是最好的方案 ， 下面我們來了解下更高效的方式，就是利用 ThreadLocal 類來實現 。
ThreadLocal介紹：每個線程需要一個獨享的對象，每個 Thread內有自己的實例副本，這些實例副本是不共享的，讓某個需要用到的對象在線程間隔離，即每個線程都有自己的獨立的對象 。

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