commons-lang（time应用），解决simpleDateFormat性能和安全问题

JAVA的时间日期处理一直是一个比较复杂的问题，可以说大多数程序员都不能得心应手的处理这些问题，就算通过commons.lang.time包简化了，使用起来仍然有些麻烦，个人认为这可能是最复杂的一个子包。不过相对原始的JDK API，还是简化了不少，因此此子包也相当值得关注。 

首先讨论一下关于时间的类，从 JDK 1.1 开始，Date的作用很有限，相应的功能已由Calendar与DateFormat代替。使用 Calendar 类实现日期和时间字段之间转换，使用 DateFormat 类来格式化和分析日期字符串。Calendar 类是一个抽象类，它为特定瞬间与一组诸如 YEAR、MONTH、DAY_OF_MONTH、HOUR 等 日历字段之间的转换提供了一些方法，并为操作日历字段（例如获得下星期的日期）提供了一些方法。TimeZone 表示时区偏移量。Locale 对象表示了特定的地理、政治和文化地区。需要
Locale 来执行其任务的操作称为语言环境敏感的操作，它使用 Locale 为用户量身定制信息。SimpleDateFormat的作用主要是用来格式化Date，用过之后就会发现，它其实很不完善，对Calendar提供的支持很少. 

关于时间的类放在org.apache.commons.lang.time 包下面，它包括以下几个类： 

DateUtils 包括一组围绕Calendar与Date的实用方法. 

DateFormatUtils 

DurationFormatUtils 

FastDateFormat 一个快速线程安全的SimpleDateFormat版本 

StopWatch 提供一个方便的定时的API 

DateFormatUtils相对来说比较简单，它的方法全部都是static的，所以不需要用构造器创建新的实例，但它构造器却是public的，这并不是说我们应该在程序中使用它，官方文档已说明，它是为了与其它工具的集成的准备的。它包括的方法主要就是format。主要用途就是根据传入的pattern格式化Date或Calendar。也可以有一些附加的参数，如Locale,TimeZone。 

比如这样： 

Java代码  


format(java.util.Calendar calendar, java.lang.String pattern, java.util.TimeZone timeZone, java.util.Locale locale)   

当然DateFormatUtils还有一些预定义字段。对应的则是相应的FastDateFormat。 

可以这样用： 

Java代码  


DateFormatUtils.ISO_DATETIME_FORMAT.format(date)  

通过公有的静态final字段来暴露这些常量简化了类的使用，但是却有一些地方是需要注意的，在这方面FastDateFormat做得还是相当不错的。要使final字段真正的不可变，要么这些字段是基本类型的值(int,String等)，要么是指向一个不可变对象的引用。同时需要注意的特殊情况是，长度为零的数组总是可变的，要么通过不可变的Collection来包装，要么使数组变成私有的，并添加一个公有的方法，返回一个数组的备份，这在effective java上的Item 15上有详细的介绍。回到原来的话题上，DateFormatUtils内部定义了一些常量，如： 

Java代码  


public static final FastDateFormat ISO_DATE_FORMAT  

           = FastDateFormat.getInstance("yyyy-MM-dd");  

上面的final 字段代表一个不可变的FastDateFormat，然而要让FastDateFormat字段真正的不可变，FastDateFormat内部必须遵循相应的规则才可以。 

不要提供能修改对象状态的方法 

确保类不会被继承 

让所有字段都成为static final字段 

确保所有可变的组件不能被访问 

详细介绍可参考Effective java第二版的Item 15。仔细查看，会发现FastDateFormat都遵循这些规则，而Effective java 2rd 的出版也在commons-lang 2.4 开发之后，这说明 

commons-lang的代码质量还是相当值得肯定的。 

其实DateFormateUtils内部细节实现完全依靠FastDateFormat，DateFormateUtils只是把一些常用的格式化功能单独组织起来，让日期时间的使用变得简单，毕竟大多数时候用户查看API时，如果有太多的方法，会给他们纷繁复杂的感觉。如果需要更加强大灵活的日期格式化功能，可以直接使用FastDateFormat，FastDateFormat这个类编写比较复杂，它有自己的一套解析规则，同时又使用了DateFormat类的一些规则，如Pattern。与SimpleDateFormat不同，FastDateFormat是线程安全，所以这个类在多线程的服务环境中特别有用。虽然它们都继承自java.text.Format，其实FastDateFormat相当于DateFormat与SimpleDateFormat的合并，只是功能更强大而已。如果是从DateFormat迁移到FastDateFormat的话，还是有一些地方需要注意的，比如，Date(String
date)被DateFormat.parse(String s) 取代了，仔细查看，FastDateFormat并没有类似的方法，其实准确的说，把日期解析放在DateFormat本身就不太合理，不看文档的话，大多数人都会认为Date应该提供该功能。所以commons-lang把它放在了DateUtils 类中，对应方法则更加的强大： 

Java代码  


parseDate(java.lang.String str, java.lang.String[] parsePatterns)   

因parsePatterns可以包括多种pattern，只要满足其中的一种即可。如果使用SimpleDateFormat，则先要通过SimpleDateFormat(String str)创建实例，然后通过applyPattern(String pattern)来变换不同的pattern。DateUtils提供了很多很方便的功能，减轻了使用Date的复杂性。把原来需用Calendar才能完成的功能统一集中了起来，也就是说没有对应的CalendarUtils类。在JDK中，Date与Calendar概念本身就有些混淆，只是为了保持兼容性才引入的Calendar。相对于Calendar提供的方法，DateUtils提供了更加合理的方法，对时间的单个字段操作变得更加的容易。如需要修改时间Date的某个字段，必须先获得Date对象实例，再传入Calendar，才能修改，如： 

Java代码  


public static Date add(Date date, int calendarField, int amount) {  

       if (date == null) {  

           throw new IllegalArgumentException("The date must not be null");  

       }  

       Calendar c = Calendar.getInstance();  

       c.setTime(date);  

       c.add(calendarField, amount);  

       return c.getTime();  

   }  

在这方面commons-lang的确做得很完善，如： 

Java代码  


public static Date addMinutes(Date date, int amount) {  

       return add(date, Calendar.MINUTE, amount);  

   }  

方法名也非常的直观，使用也更加方便了。 

但有一些方法不是很好理解，如： 

Java代码  


public static long getFragmentInSeconds(Date date,int fragment)  

这个方法的作用是：返回一个指定时间的秒数。关键的是参数fragment，它的作用非常重要。它的值必须是Calendar的时间常量字段。如Calendar.MONTH ，需要注意的是，小时必须用24小时制的，即Calendar.HOUR_OF_DAY ，而不能用Calendar.HOUR字段。如果使用 

Calendar.HOUR_OF_DAY 则时间2009-09-29 17:02:37 会返回157 (2*60+37)，即所有大于等于fragment单位的字段将被忽略。 

相对于这些增强已有功能的类，还有一些对常用功能进行补充的类，如DurationFormatUtils ，这个类主要的作用就是处理时间的片断，主要包括两种方法： 

formatDuration和formatPeriod。如： 

Java代码  


formatDuration(long durationMillis, java.lang.String format)   

通过传入一个毫秒数与日期格式(如：yyyy-MM-dd HH:mm:ss)，它会返回一个对应日期的字符串形式。当然Date类本身有一个与这类似的方法，即Date(String s)方法，用于创建一个Date实例，但它只是创建一个Date实例，如果要转换成相应的String，还要经过一些步骤才行。需要注意的是，此日期片断能表示的最大单位为天，用法也很简单： 

Java代码  


String pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";  

long durationMillis = (10+20*60+13*3600+4*24*3600) * 1000;  

String formatDate = DurationFormatUtils.formatDuration(durationMillis,  

                pattern);  

System.out.println(formatDate);  

需要注意的是日期格式的小时必须用HH，而不能用hh 。 

下面介绍一下formatPeriod方法： 

Java代码  


public static java.lang.String formatPeriod(long startMillis,  

                                            long endMillis,  

                                            java.lang.String format)  

用于计算两个时间之间的片断，然后转化成相应的日期字符串类型，即能表示的最大单位，如下例所示： 

Java代码  


String[] parsePatterns = {"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"};  

String str = "2009-09-29 15:30:12";  

String str2 = "2010-09-30 15:40:18";  

Date date = DateUtils.parseDate(str, parsePatterns);  

Date date2 = DateUtils.parseDate(str2, parsePatterns);  

long durationMillis = DateUtils.getFragmentInMilliseconds(date, Calendar.YEAR);  

long durationMillis2 =DateUtils.getFragmentInMilliseconds(date2,Calendar.YEAR);  

  

String s =  DurationFormatUtils.formatPeriod(durationMillis, durationMillis2,                                       "yyyy-MM-dd HH:mm:ss")  

其中s的值为：0000-00-01 00:10:06 

上述两种方法功能有些相似，本人一直以为底层用了同样的实现方法，因为看上去只要把两个时间点计算成毫秒，相后相减就与第一个方法一样了，实际不然。它们的底层完全不一样，各用各的实现方式，没有任何交差，根本原来就在于它们能表示的最大单位不一样，如下例如示： 

Java代码  


String[] parsePatterns = {"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"};  

        String str = "2009-05-29 15:30:12";  

        String str2 = "2011-09-30 14:40:18";  

        Date date = DateUtils.parseDate(str, parsePatterns);  

        Date date2 = DateUtils.parseDate(str2, parsePatterns);  

long durationMillis = DateUtils.getFragmentInMilliseconds(date, Calendar.YEAR);  

long durationMillis2 =DateUtils.getFragmentInMilliseconds(date2,Calendar.YEAR);  

        System.out.println(DurationFormatUtils.formatPeriod(durationMillis,   

                                            durationMillis2, "yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));  

        System.out.println(DurationFormatUtils.formatDuration(durationMillis2-                                          durationMillis,"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));  

结果为： 

0000-04-01 23:10:06 

0000-00-123 23:10:06 

time包还有一个StopWatch的类，此类主要作用是用来记时，有start,split,suspend之类的方法，平时能用到的地方不多。