ThreadLocal示例

    本文借花献佛，引用Tim Cull的博文“SimpleDateFormat: Performance Pig”介绍下ThreadLocal的简单使用，同时也对SimpleDateFormat的使用有个深入的了解。

Tim Cull 写道

Just yesterday I came across this problem “in the wild” for the third time in my career so far: an application with performance problems creating tons of java.text.SimpleDateFormat instances. So, I have to get this out there: creating a new instance of SimpleDateFormat is incredibly expensive and should be minimized. In the case that prompted this post, I was using JProfiler to profile this code that parses a CSV file and discovered that 50% of the time it took to suck in the file and make 55,000 objects out of it was spent solely in the constructor of SimpleDateFormat. It created and then threw away a new one every time it had to parse a date. Whew!

“Great,” you think, “I’ll just create one, static instance, slap it in a field in a DateUtils helper class and life will be good.”

Well, more precisely, life will be good about 97% of the time. A few days after you roll that code into production you’ll discover the second cool fact that’s good to know: SimpleDateFormat is not thread safe. Your code will work just fine most of the time and all of your regression tests will probably pass, but once your system gets under a production load you’ll see the occasional exception.

“Fine,” you think, “I’ll just slap a ’synchronized’ around my use of that one, static instance.”

Ok, fine, you could do that and you’d be more or less ok, but the problem is that you’ve now taken a very common operation (date formatting and parsing) and crammed all of your otherwise-lovely, super-parallel application through a single pipe to get it done.

      

     大致意思：Tim Cull碰到一个SimpleDateFormat带来的严重的性能问题，该问题主要有SimpleDateFormat引发，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。即使将SimpleDateFormat定义为静态类变量，貌似能解决这个问题，但是SimpleDateFormat是非线程安全的，同样存在问题，如果用‘synchronized’线程同步同样面临问题，同步导致性能下降（线程之间序列化的获取SimpleDateFormat实例）。

    Tim Cull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，代码如下：

 

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。
 * @author 
 *
 */
public class DateUtil {
	
	private static final String DATE_FORMAT = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
	
	@SuppressWarnings("rawtypes")
	private static ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal() {
		protected synchronized Object initialValue() {
			return new SimpleDateFormat(DATE_FORMAT);
		}
	};

	public static DateFormat getDateFormat() {
		return (DateFormat) threadLocal.get();
	}

	public static Date parse(String textDate) throws ParseException {
		return getDateFormat().parse(textDate);
	}
}

 

   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。也可以采用下面方式创建；

 

//第一次调用get将返回null
private static ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal()；
//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() 
{
	DateFormat df = (DateFormat) threadLocal.get();
	if(df==null){
		df = new SimpleDateFormat(DATE_FORMAT)
		threadLocal.set(df);
	}
	return df;
}

 

   我们看下我们覆盖的initialValue方法：

 

protected T initialValue() {
        return null;//直接返回null
    }

 

 

 

 

评论

10 楼 分离的北极熊 2010-09-08  

ThreadLocal 以空间换时间
Synchornized 以时间换空间

ThreadLocal 同一个线程下确保获取的对象是唯一的，对其修改不会影响到其他线程。
其中initialValue()是一个空方法

疑问：
private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> threadlocal = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>(){
  protected synchronized Object initialValue(){
      reutrn new SimpleDateFormat(format);
  }
};
每个ThreadLocal在多线程下也能确保拿到的对象和其他线程不相同
而上面也提到了ThreadLocal是空间换时间，但是里面覆盖的initialValue() 却又加上了synchornized字段，这是不是有点相互矛盾？

疑问的地方在这，望解答。

9 楼 niumd 2010-09-08  

pengjunwu 写道

不明白 如果format 有2种或者更多 怎么处理
String DATE_FORMAT = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss"; 
String DATE_FORMAT = "yyyy/MM/dd HH:mm:ss"; .....

这个示例代码针对多线程共享，循环创建SimpleDateFormat的解决方法；
您说的问题要具体问题具体分析；如果不涉及多线程大量创建对象这个方案基本用不着，所以还是直接实例化即可；
这篇文章重点是介绍ThreadLocal，所以当初没考虑你说的多种时间格式，应用场景不同，不同通用；

8 楼 pengzhoushuo 2010-09-08  

pengjunwu 写道

不明白 如果format 有2种或者更多 怎么处理
String DATE_FORMAT = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss"; 
String DATE_FORMAT = "yyyy/MM/dd HH:mm:ss"; .....

如果你有两个format，那就建多一个ThreadLocal变量呀，楼主想要表达的意思是说不要每次都new一个SimpleFormat，同个线程可以共享一个SimpleFormat。

7 楼 pengjunwu 2010-09-08  

不明白 如果format 有2种或者更多 怎么处理
String DATE_FORMAT = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss"; 
String DATE_FORMAT = "yyyy/MM/dd HH:mm:ss"; .....

6 楼 gstarwd 2010-09-08  

没怎么明白

5 楼 lyltiger 2010-09-08  

支持one，
希望能经常看到这样的文章！

4 楼 neptune 2010-09-08  

真有想法（可以说是创意）。

3 楼 niumd 2010-09-08  

zhang34082 写道

有个问题一直没弄明白，问下：ThreadLocal 是线程的属性，假如有多个线程调用，是不是每个线程都有各自ThreadLocal的实例

static修饰ThreadLocal，说明这是类变量，既然是类变量，一个类只有一个，多个线程共享同一个类变量

2 楼 zhang34082 2010-09-08  

import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class DateUtil {

  private static final String DATE_FORMAT = "yyyy-MM-dd";

  private static Map<String, DateFormat> map = new HashMap<String, DateFormat>();
  
  private static String lock = "lock";
  
  public static DateFormat getInstance(String pattern) {
    DateFormat instance = map.get(pattern);
    if (instance == null) { 
      synchronized(lock) {            // 线程同步，只让一个线程进来实例化
        instance = map.get(pattern);  // 如果两个线程同时取到的都为null时，其中一个线程实例化后，另一个线程就不需要实例化了
        if (instance == null) { 
          instance = new SimpleDateFormat(DATE_FORMAT);
          map.put(pattern, instance);
        }
      }
    }
    
    return instance;
  }
  
  public static DateFormat getDateFormat(String pattern) {
    return getInstance(pattern);
  }

  public static Date parse(String textDate, String pattern) throws ParseException {
    if (pattern == null || pattern.equals("")) {
      pattern = DATE_FORMAT;
    }
    if (textDate == null || textDate.equals("")) {
      return null;
    }
    return getDateFormat(pattern).parse(textDate);
  }

}

对于各种不同的pattern,又保持多线程下同一个pattern共享同一个实例，以上代码可以实现，不妥之处，欢迎指正。

1 楼 pengzhoushuo 2010-09-07  

嗯，这也是一种直接的解决问题的思路