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Java 8 新特性：Java 类库的新特性之日期时间API (Date/Time API )

2017-11-01 23:41 639 查看

日期时间API (Date/Time API )

文 | 莫若吻

1.Java8之前java.util.Date和Calendar类的弊端

1）最开始的时候，Date既要承载日期信息，又要做日期之间的转换，还要做不同日期格式的显示，职责较繁杂（不遵守单一职责）。

后来从JDK 1.1 开始，这三项职责分开了：

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；
Date只用来承载日期和时间信息。
现在原有Date中的相应方法已废弃。无论是Date，还是Calendar，都使用着太不方便，这是API没有设计好的地方。

2）令人无语的year和month（month是从0开始的）

eg：

[java] view plain copy

Date date = new Date(2016,1,1);
System.out.println(date);
输出结果：Tue Feb 01 00:00:00 CST 3916
这样得到的结果year为2012+1900，而month明明给定的参数是1，却输出的是二月。

设置日期可以用java.util.Calendar

[java] view plain copy

Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.set(2016, 5, 2);
虽然Calendar年份的传值不需要减去1900，但Calendar的month也是从0开始的，表达5月份应该用4这个数字。

3）java.util.Date与java.util.Calendar中的所有属性都是可变的，且线程不安全。

eg：

[java] view plain copy

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Calendar birth = Calendar.getInstance();
        birth.set(1975, Calendar.MAY, 26);
        Calendar now = Calendar.getInstance();
        System.out.println(daysBetween(birth, now)); // 输出结果为14963，值不固定
        System.out.println(daysBetween(birth, now)); // 输出结果显示 0？

    }
}
    public static long daysBetween(Calendar begin, Calendar end) {
         long daysBetween = 0;
         while(begin.before(end)) {
             begin.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 1);
             daysBetween++;
        }
        return daysBetween;
    }

}
Note:daysBetween有点问题，如果连续计算两个Date实例的话，第二次会取得0，因为Calendar状态是可变的，考虑到重复计算的场合，最好复制一个新的Calendar。修改代码如下
[java] view plain copy

public static long daysBetween(Calendar begin, Calendar end) {
    Calendar calendar = (Calendar) begin.clone(); // 复制
        long daysBetween = 0;
        while(calendar.before(end)) {
            calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 1);
            daysBetween++;
        }
        return daysBetween;
}

2.简述新的日期时间API

Java 的日期与时间 API 问题由来已久，Java 8 之前的版本中关于时间、日期及其他时间日期格式化类由于线程安全、重量级、序列化成本高等问题而饱受批评。Java 8 吸收了 Joda-Time 的精华，以一个新的开始为 Java 创建优秀的 API。新的 java.time 中包含了所有关于时钟（Clock），本地日期（LocalDate）、本地时间（LocalTime）、本地日期时间（LocalDateTime）、时区（ZonedDateTime）和持续时间（Duration）的类。历史悠久的 Date 类新增了 toInstant() 方法，用于把 Date 转换成新的表示形式。这些新增的本地化时间日期 API 大大简化了了日期时间和本地化的管理。

目前Java8新增了java.time包定义的类表示日期-时间概念的规则，很方便使用；最重要的一点是值不可变，且线程安全。

下图是java.time包下的一些主要的类的日期时间值的格式，方便理解使用：

Note：不过尽管有了新的API，但仍有一个严重的问题——大量的旧代码和库仍然在使用老的API。现在，Java 8解决了这个问题，它给Date类增加了一个新的方法toInstant()，可以将Date转化成新的实例。这样就可以切换到新的API。

对于新API：

非常有用的值类型：

Instant ----- 与java.util.Date相似

ZonedDateTime ----- ZoneId -时区很重要的时候使用

OffsetDateTime ----- OffsetTime, ZoneOffset -对UTC的偏移处理

Duration, Period ----- 但如果你想找到两个日期之间的时间量，你可能会寻找ChronoUnit代替（详情见下文）

其他有用的类型：

DateTimeFormatter ----- 将日期类型转换成字符串类型

ChronoUnit ----- 计算出两点之间的时间量，例如ChronoUnit.DAYS.between(t1, t2)

TemporalAdjuster ----- 例如date.with(TemporalAdjuster.firstDayOfMonth())

Note：大多数情况下，新的值类型由JDBC提供支持。有一小部分异常，eg：ZonedDateTime在SQL中没有对应的（类型）。

3.Java 新旧日期API的区别

4.java.time包下的类

4.1 Clock类

Clock类提供了访问当前日期和时间的方法。Clock使用时区来访问当前的instant, date和time。Clock类可以替换 System.currentTimeMillis() 和 TimeZone.getDefault()。

eg：

[java] view plain copy

//Clock 时钟
            Clock clock1 = Clock.systemDefaultZone();//获取系统默认时区 (当前瞬时时间 )
            System.out.println( "系统时间日期："+clock1.instant() );
            System.out.println( "时间毫秒："+clock1.millis() );

            final Clock clock = Clock.systemUTC();//获取系统时钟，并将其转换成使用UTC时区的日期和时间
            System.out.println( "时间日期："+clock.instant() );
            System.out.println( "时间毫秒值："+clock.millis() );

输出结果：

系统时间日期：2016-05-12T07:42:37.883Z

时间毫秒：1463038957894

时间日期：2016-05-12T07:42:37.894Z

时间毫秒值：1463038957894

某一个特定的时间点也可以使用Instant类来表示，Instant类也可以用来创建老的java.util.Date对象。

eg：

[java] view plain copy

Instant instant = clock1.instant();
            Date javadate = Date.from(instant);
            System.out.println( "date："+javadate);

输出结果：

date：Thu May 12 15:47:00 CST 2016

4.2 ZoneId（时区）

在新API中时区使用ZoneId来表示。时区可以很方便的使用静态方法of()来获取到。时区定义了到UTS时间的时间差，在Instant时间点对象到本地日期对象之间转换的时候是极其重要的。

eg:

[java] view plain copy

// 输出所有可见的时区ID，eg：Asia/Aden, America/Cuiaba, Etc/GMT+9等
System.out.println(ZoneId.getAvailableZoneIds());

ZoneId zone1 = ZoneId.of("Europe/Berlin");
ZoneId zone2 = ZoneId.of("Brazil/East");
System.out.println(zone1.getRules());
System.out.println(zone2.getRules());
//输出结果： ZoneRules[currentStandardOffset=+01:00]
//输出结果： ZoneRules[currentStandardOffset=-03:00]

4.3 LocalTime（本地时间）

LocalTime 定义了一个没有时区信息的时间。

eg：

1）获取现在的本地时间

[java] view plain copy

// Get the local date and local time
            final LocalTime time = LocalTime.now();
            final LocalTime timeFromClock = LocalTime.now( clock );
            System.out.println( time );
            System.out.println( timeFromClock );
输出结果：

16:03:23.212
08:03:23.212

2）按时区显示时间

[java] view plain copy

ZoneId zone1 = ZoneId.of("Europe/Berlin");
        ZoneId zone2 = ZoneId.of("Brazil/East");

        LocalTime now1 = LocalTime.now(zone1);
        LocalTime now2 = LocalTime.now(zone2);
        System.out.println("时区：Europe/Berlin---"+now1);
        System.out.println("时区：Brazil/East---"+now2);

输出结果：

时区：Europe/Berlin---10:03:23.217
时区：Brazil/East---05:03:23.217

LocalTime 提供了多种工厂方法来简化对象的创建，包括解析时间字符串。

eg：

[java] view plain copy

LocalTime late = LocalTime.of(22, 12, 18);//时分秒
        System.out.println(late); // 输出结果：22:12:18

        DateTimeFormatter germanFormatter = DateTimeFormatter.ofLocalizedTime(FormatStyle.SHORT)
                .withLocale(Locale.GERMAN);

        LocalTime leetTime = LocalTime.parse("15:39", germanFormatter);
        System.out.println(leetTime); // 输出结果： 15:39

4.4 LocalDate(本地日期)

LocalDate 表示了一个确切的日期（eg： 2014-03-11）。该对象值是不可变的，使用方式和LocalTime基本一致。

eg:

[java] view plain copy

Clock clock = Clock.systemDefaultZone();// 获取系统默认时区 (当前瞬时时间 )

        // Get the local date and local time
        final LocalDate date = LocalDate.now();
        final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now(clock);
        System.out.println(date);
        System.out.println(dateFromClock);
输出结果:

2016-05-12
2016-05-12

从字符串解析一个LocalDate类型和解析LocalTime一样简单.

eg：

[java] view plain copy

DateTimeFormatter germanFormatter = DateTimeFormatter.ofLocalizedDate(FormatStyle.MEDIUM)
        .withLocale(Locale.GERMAN);

LocalDate xmas = LocalDate.parse("25.10.2016", germanFormatter);
System.out.println(xmas);
输出结果：

2016-10-25

4.5 LocalDateTime（本地日期时间）

表示了具体时间和日期。LocalDateTime和LocalTime还有LocalDate一样，都是不可变的。LocalDateTime提供了一些能访问具体字段的方法。

eg：

1）

[java] view plain copy

Clock clock = Clock.systemDefaultZone();// 获取系统默认时区 (当前瞬时时间 )

        // Get the local date/time
        final LocalDateTime datetime = LocalDateTime.now();
        final LocalDateTime datetimeFromClock = LocalDateTime.now(clock);
        System.out.println(datetime);
        System.out.println(datetimeFromClock);
输出结果：

2016-05-12T16:33:17.546
2016-05-12T16:33:17.546

2）

[java] view plain copy

LocalDateTime sylvester = LocalDateTime.of(2016, Month.DECEMBER, 31, 23, 59, 59);

    DayOfWeek dayOfWeek = sylvester.getDayOfWeek();
    System.out.println(dayOfWeek);

    Month month = sylvester.getMonth();
    System.out.println(month);

    long minuteOfDay = sylvester.getLong(ChronoField.MINUTE_OF_DAY);
    System.out.println(minuteOfDay);

输出结果：

SATURDAY
DECEMBER
1439

只要附加上时区信息，就可以将其转换为一个时间点Instant对象，Instant时间点对象可以很容易的转换为老式的java.util.Date。
eg：

[java] view plain copy

LocalDateTime sylvester = LocalDateTime.of(2016, Month.DECEMBER, 31, 23, 59, 59);
        Instant instant = sylvester
                .atZone(ZoneId.systemDefault())
                .toInstant();

        Date legacyDate = Date.from(instant);
        System.out.println(legacyDate);

输出结果：

Sat Dec 31 23:59:59 CST 2016

格式化LocalDateTime和格式化时间和日期一样的，除了使用预定义好的格式外，我也可以自定义格式。

eg:

[java] view plain copy

DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("MM dd, yyyy - HH:mm");
    LocalDateTime parsed = LocalDateTime.parse("05 03, 2016 - 07:13", formatter);
    String string = formatter.format(parsed);
    System.out.println(string);
输出结果：
05 03, 2016 - 07:13

Note:和java.text.NumberFormat不一样的是新版的DateTimeFormatter是不可变的，所以它是线程安全的。

4.6 ZonedDateTime（日期时间和时区信息）

使用ZonedDateTime，它保存有ISO-8601日期系统的日期和时间，而且有时区信息。

eg：

[java] view plain copy

Clock clock = Clock.systemDefaultZone();// 获取系统默认时区 (当前瞬时时间 )
// Get the zoned date/time
final ZonedDateTime zonedDatetime = ZonedDateTime.now();
final ZonedDateTime zonedDatetimeFromClock = ZonedDateTime.now(clock);
final ZonedDateTime zonedDatetimeFromZone = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/Los_Angeles"));
System.out.println(zonedDatetime);
System.out.println(zonedDatetimeFromClock);
System.out.println(zonedDatetimeFromZone);

输出结果：

2016-05-12T16:59:55.779+08:00[Asia/Shanghai]
2016-05-12T16:59:55.779+08:00[Asia/Shanghai]
2016-05-12T01:59:55.781-07:00[America/Los_Angeles]

4.7 Duration类

Duration持有的时间精确到纳秒。很容易计算两个日期中间的差异。

eg：求时间差

[java] view plain copy

              // Get duration between two dates
final LocalDateTime from = LocalDateTime.of(2014, Month.APRIL, 16, 0, 0, 0);//年月日时分秒
final LocalDateTime to = LocalDateTime.of(2015, Month.APRIL, 16, 23, 59, 59);
final Duration duration = Duration.between(from, to);
System.out.println("Duration in days: " + duration.toDays());
System.out.println("Duration in hours: " + duration.toHours());</span>

输出结果：
Duration in days: 365
Duration in hours: 8783

还有一种获取时间差值的方式：ChronoUnit

[java] view plain copy

ZoneId zone1 = ZoneId.of("America/Cuiaba");
         ZoneId zone2 = ZoneId.of("Brazil/East");
         LocalTime now1 = LocalTime.now(zone1);
         LocalTime now2 = LocalTime.now(zone2);
         long hoursBetween = ChronoUnit.HOURS.between(now1, now2);
         long minutesBetween = ChronoUnit.MINUTES.between(now1, now2);
         System.out.println(hoursBetween); // 1
         System.out.println(minutesBetween); // 60

5.新日期时间API示例

eg：（注：感兴趣自己运行结果试试各种方法，很easy。）

[java] view plain copy

import java.time.Clock;
import java.time.Duration;
import java.time.Instant;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneId;
import java.time.ZonedDateTime;
import java.time.chrono.ChronoLocalDateTime;
import java.time.chrono.Chronology;
import java.time.chrono.HijrahChronology;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.time.temporal.IsoFields;
import java.util.Date;

public class TimeTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        testClock();
//      testInstant();
//      testLocalDateTime();
//      testZonedDateTime();
//      testDuration();
//      testChronology();
//      testNewOldDateConversion();
    }
    public static void testClock() throws InterruptedException {
        // 时钟提供给我们用于访问某个特定时区的瞬时时间、日期和时间的。
        Clock c1 = Clock.systemUTC(); // 系统默认UTC时钟（当前瞬时时间
        System.out.println(c1.millis()); // 每次调用将返回当前瞬时时间（UTC）

        //相当于System.currentTimeMillis()）
        Clock c2 = Clock.systemDefaultZone(); // 系统默认时区时钟（当前瞬时时间）

        Clock c31 = Clock.system(ZoneId.of("Europe/Paris")); // 巴黎时区
        System.out.println(c31.instant()); // 每次调用将返回当前瞬时时间（UTC）
        Clock c32 = Clock.system(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));// 上海时区
        System.out.println(c32.instant());// 每次调用将返回当前瞬时时间（UTC）

        Clock c4 = Clock.fixed(Instant.now(), ZoneId.of("Asia/Shanghai"));// 固定上海时区时钟
        System.out.println(c4.millis());
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(c4.millis()); // 不变即时钟时钟在那一个点不动

        Clock c5 = Clock.offset(c1, Duration.ofSeconds(2)); // 相对于系统默认时钟两秒的时钟
        System.out.println(c1.millis());
        System.out.println(c5.millis());
    }

    public static void testInstant() {
        // 瞬时时间相当于以前的System.currentTimeMillis()
        Instant instant1 = Instant.now();
        System.out.println(instant1.getEpochSecond());// 精确到秒得到相对于1970-01-01
                                                        // 00:00:00 UTC的一个时间
        System.out.println(instant1.toEpochMilli()); // 精确到毫秒
        Clock clock1 = Clock.systemUTC(); // 获取系统UTC默认时钟
        Instant instant2 = Instant.now(clock1);// 得到时钟的瞬时时间
        System.out.println(instant2.toEpochMilli());
        Clock clock2 = Clock.fixed(instant1, ZoneId.systemDefault()); // 固定瞬时时间时钟
        Instant instant3 = Instant.now(clock2);// 得到时钟的瞬时时间
        System.out.println(instant3.toEpochMilli());// equals instant1
    }

    public static void testLocalDateTime() {
        // 使用默认时区时钟瞬时时间创建 Clock.systemDefaultZone() -->即相对于
        // ZoneId.systemDefault()默认时区
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        System.out.println(now);
        // 自定义时区
        LocalDateTime now2 = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Europe/Paris"));
        System.out.println(now2);// 会以相应的时区显示日期
        // 自定义时钟
        Clock clock = Clock.system(ZoneId.of("Asia/Dhaka"));
        LocalDateTime now3 = LocalDateTime.now(clock);
        System.out.println(now3);// 会以相应的时区显示日期
        // 不需要写什么相对时间如java.util.Date 年是相对于1900 月是从0开始
        // 2013-12-31 23:59
        LocalDateTime d1 = LocalDateTime.of(2013, 12, 31, 23, 59);
        // 年月日时分秒纳秒
        LocalDateTime d2 = LocalDateTime.of(2013, 12, 31, 23, 59, 59, 11);
        // 使用瞬时时间 + 时区
        Instant instant = Instant.now();
        LocalDateTime d3 = LocalDateTime.ofInstant(Instant.now(), ZoneId.systemDefault());
        System.out.println(d3);
        // 解析String--->LocalDateTime
        LocalDateTime d4 = LocalDateTime.parse("2013-12-31T23:59");
        System.out.println(d4);
        LocalDateTime d5 = LocalDateTime.parse("2013-12-31T23:59:59.999");// 999毫秒
                                                                            // 等价于999000000纳秒
        System.out.println(d5);
        // 使用DateTimeFormatter API 解析和格式化
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");
        LocalDateTime d6 = LocalDateTime.parse("2013/12/31 23:59:59", formatter);
        System.out.println(formatter.format(d6));
        // 时间获取
        System.out.println(d6.getYear());
        System.out.println(d6.getMonth());
        System.out.println(d6.getDayOfYear());
        System.out.println(d6.getDayOfMonth());
        System.out.println(d6.getDayOfWeek());
        System.out.println(d6.getHour());
        System.out.println(d6.getMinute());
        System.out.println(d6.getSecond());
        System.out.println(d6.getNano());
        // 时间增减
        LocalDateTime d7 = d6.minusDays(1);
        LocalDateTime d8 = d7.plus(1, IsoFields.QUARTER_YEARS);
        // LocalDate 即年月日无时分秒
        // LocalTime即时分秒无年月日
        // API和LocalDateTime类似就不演示了
    }

    public static void testZonedDateTime() {
        // 即带有时区的date-time 存储纳秒、时区和时差（避免与本地date-time歧义）。
        // API和LocalDateTime类似，只是多了时差(如2013-12-20T10:35:50.711+08:00[Asia/Shanghai])
        ZonedDateTime now = ZonedDateTime.now();
        System.out.println(now);
        ZonedDateTime now2 = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("Europe/Paris"));
        System.out.println(now2);
        // 其他的用法也是类似的就不介绍了
        ZonedDateTime z1 = ZonedDateTime.parse("2013-12-31T23:59:59Z[Europe/Paris]");
        System.out.println(z1);
    }

    public static void testDuration() {
        // 表示两个瞬时时间的时间段
        Duration d1 = Duration.between(Instant.ofEpochMilli(System.currentTimeMillis() - 12323123), Instant.now());
        // 得到相应的时差
        System.out.println(d1.toDays());
        System.out.println(d1.toHours());
        System.out.println(d1.toMinutes());
        System.out.println(d1.toMillis());
        System.out.println(d1.toNanos());
        // 1天时差类似的还有如ofHours()
        Duration d2 = Duration.ofDays(1);
        System.out.println(d2.toDays());
    }

    public static void testChronology() {
        // 提供对java.util.Calendar的替换，提供对年历系统的支持
        Chronology c = HijrahChronology.INSTANCE;
        ChronoLocalDateTime d = c.localDateTime(LocalDateTime.now());
        System.out.println(d);
    }

    /**
     * 新旧日期转换
     */
    public static void testNewOldDateConversion() {
        Instant instant = new Date().toInstant();
        Date date = Date.from(instant);
        System.out.println(instant);
        System.out.println(date);
    }


}

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