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Java8 日期/时间(Date Time)API指南

2016-09-16 11:55 751 查看
Java 8日期/时间(Date/Time)API是开发人员最受追捧的变化之一,Java从一开始就没有对日期时间处理的一致性方法,因此日期/时间API也是除Java核心API以外另一项倍受欢迎的内容。

为什么我们需要新的Java日期/时间API?

在开始研究Java 8日期/时间API之前,让我们先来看一下为什么我们需要这样一个新的API。在Java中,现有的与日期和时间相关的类存在诸多问题,其中有:
Java的日期/时间类的定义并不一致,在java.util和java.sql的包中都有日期类,此外用于格式化和解析的类在java.text包中定义。
java.util.Date同时包含日期和时间,而java.sql.Date仅包含日期,将其纳入java.sql包并不合理。另外这两个类都有相同的名字,这本身就是一个非常糟糕的设计。
对于时间、时间戳、格式化以及解析,并没有一些明确定义的类。对于格式化和解析的需求,我们有java.text.DateFormat抽象类,但通常情况下,SimpleDateFormat类被用于此类需求。
所有的日期类都是可变的,因此他们都不是线程安全的,这是Java日期类最大的问题之一。
日期类并不提供国际化,没有时区支持,因此Java引入了java.util.Calendar和java.util.TimeZone类,但他们同样存在上述所有的问题。
在现有的日期和日历类中定义的方法还存在一些其他的问题,但以上问题已经很清晰地表明:Java需要一个健壮的日期/时间类。这也是为什么Joda Time在Java日期/时间需求中扮演了高质量替换的重要角色。

Java 8日期/时间API

Java 8日期/时间API是JSR-310的实现,它的实现目标是克服旧的日期时间实现中所有的缺陷,新的日期/时间API的一些设计原则是:

不变性:新的日期/时间API中,所有的类都是不可变的,这对多线程环境有好处。
关注点分离:新的API将人可读的日期时间和机器时间(unix timestamp)明确分离,它为日期(Date)、时间(Time)、日期时间(DateTime)、时间戳(unix timestamp)以及时区定义了不同的类。
清晰:在所有的类中,方法都被明确定义用以完成相同的行为。举个例子,要拿到当前实例我们可以使用now()方法,在所有的类中都定义了format()和parse()方法,而不是像以前那样专门有一个独立的类。为了更好的处理问题,所有的类都使用了工厂模式策略模式,一旦你使用了其中某个类的方法,与其他类协同工作并不困难。
实用操作:所有新的日期/时间API类都实现了一系列方法用以完成通用的任务,如:加、减、格式化、解析、从日期/时间中提取单独部分,等等。
可扩展性:新的日期/时间API是工作在ISO-8601日历系统上的,但我们也可以将其应用在非IOS的日历上。

Java日期/时间API包

Java日期/时间API包含以下相应的包。
java.time包:这是新的Java日期/时间API的基础包,所有的主要基础类都是这个包的一部分,如:LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, Instant, Period, Duration等等。所有这些类都是不可变的和线程安全的,在绝大多数情况下,这些类能够有效地处理一些公共的需求。
java.time.chrono包:这个包为非ISO的日历系统定义了一些泛化的API,我们可以扩展AbstractChronology类来创建自己的日历系统。
java.time.format包:这个包包含能够格式化和解析日期时间对象的类,在绝大多数情况下,我们不应该直接使用它们,因为java.time包中相应的类已经提供了格式化和解析的方法。
java.time.temporal包:这个包包含一些时态对象,我们可以用其找出关于日期/时间对象的某个特定日期或时间,比如说,可以找到某月的第一天或最后一天。你可以非常容易地认出这些方法,因为它们都具有“withXXX”的格式。
java.time.zone包:这个包包含支持不同时区以及相关规则的类。

Java日期/时间API示例

LocalDate相关API

初始化时间

LocalDate today = LocalDate.now();
System.out.println("今天的日期是:" + today);
// 今天的日期是:2016-09-16
LocalDate date = LocalDate.of(2016, 9, 16);

LocalDate todayKolkata = LocalDate.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
System.out.println("Current Date in IST=" + todayKolkata);

LocalDate dateFromBase = LocalDate.ofEpochDay(365);
System.out.println("365th day from base date= " + dateFromBase);
LocalDate hundredDay2014 = LocalDate.ofYearDay(2014, 100);
System.out.println("100th day of 2014=" + hundredDay2014);

日期加减
// 如何获取1周后的日期
LocalDate oneToday = today.plus(1, ChronoUnit.WEEKS);
System.out.println("一周后的日期是:" + oneToday); // 一周后的日期是:2016-09-23
// 一年前后的日期
LocalDate previousYear = today.minus(1, ChronoUnit.YEARS);
System.out.println("一年前的日期是:" + previousYear); // 一年前的日期是:2015-09-16
LocalDate nextYear = today.plus(1, ChronoUnit.YEARS);
System.out.println("一年后的日期是:" + nextYear); // 一年后的日期是:2017-09-16

检查闰年
System.out.printf("%s是否是闰年:%s", today, today.isLeapYear());
// 2016-09-16是否是闰年:true

LocalTime相关API

初始化时间
// 获取当前时间
LocalTime localTime = LocalTime.now();
System.out.println("现在的时间:" + localTime);
// 14:16:56.842
// Creating LocalTime by providing input arguments
LocalTime specificTime = LocalTime.of(12, 20, 25, 40);
System.out.println("Specific Time of Day=" + specificTime);

// Try creating time by providing invalid inputs
// LocalTime invalidTime = LocalTime.of(25,20);
// Exception in thread "main" java.time.DateTimeException:
// Invalid value for HourOfDay (valid values 0 - 23): 25
// Current date in "Asia/Kolkata", you can get it from ZoneId javadoc
LocalTime timeKolkata = LocalTime.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
System.out.println("Current Time in IST=" + timeKolkata);

// java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: IST
// LocalTime todayIST = LocalTime.now(ZoneId.of("IST"));
// Getting date from the base date i.e 01/01/1970
LocalTime specificSecondTime = LocalTime.ofSecondOfDay(10000);
System.out.println("10000th second time= " + specificSecondTime);</span>

时间加减
// 获取当前时间
LocalTime localTime = LocalTime.now();
System.out.println("现在的时间:" + localTime);
// 14:16:56.842

// 如何增加时间里面的小时数
LocalTime two = localTime.plusHours(2);
System.out.println("两小时后的时间:" + two);
// 现在的时间:14:18:22.343
// 两小时后的时间:16:18:22.343

LocalDateTime相关API

//在java8中处理不同的时区
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
ZoneId zone = ZoneId.of(ZoneId.SHORT_IDS.get("ACT"));
ZonedDateTime dateAndTimeInNewYork = ZonedDateTime.of(localDateTime, zone);
System.out.println("现在失去的时间和在特定时区的时间:" + dateAndTimeInNewYork);
// 现在失去的时间和在特定时区的时间:2016-09-16T14:31:03.853+09:30[Australia/Darwin]
//Current Date using LocalDate and LocalTime
localDateTime = LocalDateTime.of(LocalDate.now(), LocalTime.now());
System.out.println("Current DateTime="+localDateTime);
//Creating LocalDateTime by providing input arguments
LocalDateTime specificDate = LocalDateTime.of(2014, Month.JANUARY, 1, 10, 10, 30);
System.out.println("Specific Date="+specificDate);

//Try creating date by providing invalid inputs
//LocalDateTime feb29_2014 = LocalDateTime.of(2014, Month.FEBRUARY, 28, 25,1,1);
//Exception in thread "main" java.time.DateTimeException:
//Invalid value for HourOfDay (valid values 0 - 23): 25
//Current date in "Asia/Kolkata", you can get it from ZoneId javadoc
LocalDateTime todayKolkata = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
System.out.println("Current Date in IST="+todayKolkata);

//java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: IST
//LocalDateTime todayIST = LocalDateTime.now(ZoneId.of("IST"));
//Getting date from the base date i.e 01/01/1970
LocalDateTime dateFromBase = LocalDateTime.ofEpochSecond(10000, 0, ZoneOffset.UTC);
System.out.println("10000th second time from 01/01/1970= "+dateFromBase);

YearMonth相关API

YearMonth currentYearMonth = YearMonth.now();
System.out.printf("这个月的年月%s有%d天%n", currentYearMonth, currentYearMonth.lengthOfMonth());
// 这个月的年月2016-09有30天
YearMonth creditCardExpiry = YearMonth.of(2018, Month.FEBRUARY);
System.out.printf("你输入的年月日期是:%s %n", creditCardExpiry);
// 你输入的年月日期是:2018-02

Clock相关API

Clock clock = Clock.systemUTC();
System.out.println("Clock:" + clock);
//Clock:SystemClock[Z]</span>
Clock.systemDefaultZone();
System.out.println("Clock:" + clock);
//Clock:SystemClock[Z]

Instant相关API

获取当前时间戳
Instant timestamp = Instant.now();
System.out.println("当前的时间戳是:" + timestamp);
// 当前的时间戳是:2016-09-16T06:45:58.192Z
//Instant from timestamp
Instant specificTime = Instant.ofEpochMilli(timestamp.toEpochMilli());
System.out.println("Specific Time = " + specificTime);

Duration相关API

Duration thirtyDay = Duration.ofDays(30);
System.out.println(thirtyDay); // PT720H

Period相关API

// 两个日期之间包含多少天,多少月
LocalDate today = LocalDate.now();
LocalDate dates = LocalDate.of(2016, Month.MARCH, 14);
Period periodToNextJavaRelease = Period.between(today, dates);
System.out.printf("日期%s和日期%s相差%s月", today, dates, periodToNextJavaRelease.getMonths());
// 日期2016-09-16和日期2016-03-14相差-6月
// Temporal adjusters for adjusting the dates
System.out.println("First date of this month= "+today.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth()));
LocalDate lastDayOfYear = today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfYear());
System.out.println("Last date of this year= "+lastDayOfYear);
Period period = today.until(lastDayOfYear);
System.out.println("Period Format= "+period);
System.out.println("Months remaining in the year= "+period.getMonths();

ZoneOffset相关API

// 带时区的日期与时间
LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.of(2016, Month.APRIL, 14, 14, 02, 24);
ZoneOffset offset = ZoneOffset.of("+05:30");
OffsetDateTime date = OffsetDateTime.of(dateTime, offset);
System.out.println("日期和时间在时区上的偏移时间:" + date);
// 日期和时间在时区上的偏移时间:2016-04-14T14:02:24+05:30

DateTimeFormatter相关API

如何在java8中使用预定义的格式器来对日期进行解析/格式化

String dateAfterTommorrow = "20160414";
LocalDate formatted = LocalDate.parse(dateAfterTommorrow, DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);
System.out.printf("字符%s格式化后的日期格式是%s %n", dateAfterTommorrow, formatted);
//字符20160414格式化后的日期格式是2016-04-14

如何在java中使用自定义的格式器来解析日期

String goodFriday = "04 14 2016";
try {
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("MM dd yyyy");
LocalDate holiday = LocalDate.parse(goodFriday, formatter);
System.out.printf("字符%s转换成功后的日期是%s %n", goodFriday, holiday);
//字符04 14 2016转换成功后的日期是2016-04-14
} catch(DateTimeParseException ex) {
System.out.printf("%s is not parsable!%n", goodFriday);
ex.printStackTrace();
}

如何在java8中对日期进行格式化,转换成字符串
LocalDateTime arrivalDate = LocalDateTime.now();
try {
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("MM dd yyyy HH:mm a");
String landing = arrivalDate.format(formatter);
System.out.printf("时间日期%s转换后的字符是%s %n", arrivalDate, landing);
//时间日期2016-09-16T14:55:03.166转换后的字符是09 16 2016 14:55 下午
} catch(DateTimeParseException ex) {
System.out.printf("%s is not parsable!%n", arrivalDate);
ex.printStackTrace();
}

新老日期兼容

import java.time.Instant;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneId;
import java.time.ZonedDateTime;
import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
import java.util.GregorianCalendar;
import java.util.TimeZone;

public class DateAPILegacySupport {

public static void main(String[] args) {

// Date to Instant
Instant timestamp = new Date().toInstant();
// Now we can convert Instant to LocalDateTime or other similar classes
LocalDateTime date = LocalDateTime.ofInstant(timestamp, ZoneId.of(ZoneId.SHORT_IDS.get("PST")));
System.out.println("Date = " + date);

// Calendar to Instant
Instant time = Calendar.getInstance().toInstant();
System.out.println(time);
// TimeZone to ZoneId
ZoneId defaultZone = TimeZone.getDefault().toZoneId();
System.out.println(defaultZone);

// ZonedDateTime from specific Calendar
ZonedDateTime gregorianCalendarDateTime = new GregorianCalendar().toZonedDateTime();
System.out.println(gregorianCalendarDateTime);

// Date API to Legacy classes
Date dt = Date.from(Instant.now());
System.out.println(dt);

TimeZone tz = TimeZone.getTimeZone(defaultZone);
System.out.println(tz);

GregorianCalendar gc = GregorianCalendar.from(gregorianCalendarDateTime);
System.out.println(gc);

}

}

java8中日期与时间API的几个关键点

经过上面的例子,我们已经对java8的时间日期有了一定的了解,现在回顾一下

它提供了javax.time.ZoneId用来处理时区。

它提供了LocalDate与LocalTime类

Java 8中新的时间与日期API中的所有类都是不可变且线程安全的,这与之前的Date与Calendar API中的恰好相反,那里面像java.util.Date以及SimpleDateFormat这些关键的类都不是线程安全的。

新的时间与日期API中很重要的一点是它定义清楚了基本的时间与日期的概念,比方说,瞬时时间,持续时间,日期,时间,时区以及时间段。它们都是基于ISO日历体系的。

每个Java开发人员都应该至少了解这套新的API中的这五个类:

Instant 它代表的是时间戳,比如2016-04-14T14:20:13.592Z,这可以从java.time.Clock类中获取,像这样: Instant current = Clock.system(ZoneId.of("Asia/Tokyo")).instant();
LocalDate 它表示的是不带时间的日期,比如2016-04-14。它可以用来存储生日,周年纪念日,入职日期等。
LocalTime - 它表示的是不带日期的时间
LocalDateTime - 它包含了时间与日期,不过没有带时区的偏移量
ZonedDateTime - 这是一个带时区的完整时间,它根据UTC/格林威治时间来进行时区调整
这个库的主包是java.time,里面包含了代表日期,时间,瞬时以及持续时间的类。它有两个子package,一个是java.time.format,这个是什么用途就很明显了,还有一个是java.time.temporal,它能从更低层面对各个字段进行访问。

时区指的是地球上共享同一标准时间的地区。每个时区都有一个唯一标识符,同时还有一个地区/城市(Asia/Tokyo)的格式以及从格林威治时间开始的一个偏移时间。比如说,东京的偏移时间就是+09:00。
OffsetDateTime类实际上包含了LocalDateTime与ZoneOffset。它用来表示一个包含格林威治时间偏移量(+/-小时:分,比如+06:00或者 -08:00)的完整的日期(年月日)及时间(时分秒,纳秒)。

DateTimeFormatter类用于在Java中进行日期的格式化与解析。与SimpleDateFormat不同,它是不可变且线程安全的,如果需要的话,可以赋值给一个静态变量。DateTimeFormatter类提供了许多预定义的格式器,你也可以自定义自己想要的格式。当然了,根据约定,它还有一个parse()方法是用于将字符串转换成日期的,如果转换期间出现任何错误,它会抛出DateTimeParseException异常。类似的,DateFormatter类也有一个用于格式化日期的format()方法,它出错的话则会抛出DateTimeException异常。

再说一句,“MMM d yyyy”与“MMm dd yyyy”这两个日期格式也略有不同,前者能识别出"Jan 2 2014"与"Jan 14 2014"这两个串,而后者如果传进来的是"Jan 2 2014"则会报错,因为它期望月份处传进来的是两个字符。为了解决这个问题,在天为个位数的情况下,你得在前面补0,比如"Jan 2 2014"应该改为"Jan 02 2014"。
关于Java 8这个新的时间日期API就讲到这了。这几个简短的示例 对于理解这套新的API中的一些新增类已经足够了。我们学习了如何创建与修改日期实例。我们还了解了纯日期,日期加时间,日期加时区的区别,知道如何比较两个日期,如何找到某天到指定日期比如说下一个生日,周年纪念日或者保险日还有多少天。我们还学习了如何在Java 8中用线程安全的方式对日期进行解析及格式化,而无需再使用线程本地变量或者第三方库这种取巧的方式。新的API能胜任任何与时间日期相关的任务。
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