java8 新特性（六）之Date/Time API

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为什么我们需要新的Java日期/时间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。

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和策略模式，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

1. java.time.LocalDate：LocalDate(不可变的类)

它表示默认格式(yyyy-MM-dd)的日期，我们可以使用now()方法得到当前时间，也可以提供输入年份、月份和日期的输入参数来创建一个LocalDate实例。该类为now()方法提供了重载方法，我们可以传入ZoneId来获得指定时区的日期

在java8中获取当天的日期

LocalDate localDate = LocalDate.now();

在java8中获取当前的年月日

LocalDate today = LocalDate.now();
int year = today.getYear();
int month = today.getMonthValue();
int day = today.getDayOdMonth();

在java8中获取某个特定的日期

LocalDate dateOfBirth = LocalDate.of(2016,04,11);

LocalDate dateOfBirth = LocalDate.parse(2016,04,11);

获取 “Asia/Kolkata” 的当前时间

LocalDate todayKolkata = LocalDate.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));

Getting date from the base date i.e 01/01/1970

LocalDate dateFromBase = LocalDate.ofEpochDay(365);

获取2014年的第100天的日期

LocalDate hundredDay2014 = LocalDate.ofYearDay(2014, 100);

2. java.time.LocalTime：LocalTime

它的实例代表一个符合人类可读格式的时间，默认格式是hh:mm:ss.zzz。像LocalDate一样，该类也提供了时区支持，同时也可以传入小时、分钟和秒等输入参数创建实例

LocalTime time = LocalTime.now();
>> Current Time=15:51:45.240

LocalTime specificTime = LocalTime.of(12,20,25,40);
>> Specific Time of Day=12:20:25.000000040

LocalTime timeKolkata = LocalTime.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
>> Current Time in IST=04:21:45.276

LocalTime specificSecondTime = LocalTime.ofSecondOfDay(10000);
>> 10000th second time= 02:46:40

3. java.time.LocalDateTime：LocalDateTime

它表示一组日期-时间，默认格式是yyyy-MM-dd-HH-mm-ss.zzz。它提供了一个工厂方法，接收LocalDate和LocalTime输入参数，创建LocalDateTime实例

LocalDateTime today = LocalDateTime.now();
>> Current DateTime=2014-04-28T16:00:49.455

today = LocalDateTime.of(LocalDate.now(), LocalTime.now());
>> Current DateTime=2014-04-28T16:00:49.493

LocalDateTime specificDate = LocalDateTime.of(2014, Month.JANUARY, 1, 10, 10, 30);
>> Specific Date=2014-01-01T10:10:30

LocalDateTime todayKolkata = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
f900

>> Current Date in IST=2014-04-29T04:30:49.493

LocalDateTime dateFromBase = LocalDateTime.ofEpochSecond(10000, 0, ZoneOffset.UTC);
>> 10000th second time from 01/01/1970= 1970-01-01T02:46:40

4. java.time.Instant：Instant

在机器可读的时间格式上的，它以Unix时间戳的形式存储日期时间

Instant timestamp = Instant.now();
>> Current Timestamp = 2014-04-28T23:20:08.489Z

Instant specificTime = Instant.ofEpochMilli(timestamp.toEpochMilli());
>> Specific Time = 2014-04-28T23:20:08.489Z

Duration thirtyDay = Duration.ofDays(30);
>> PT720H

5. 日期API工具

大多数日期/时间API类都实现了一系列工具方法，如：加/减天数、周数、月份数，等等。还有其他的工具方法能够使用TemporalAdjuster调整日期，并计算两个日期间的周期。

LocalDate today = LocalDate.now();

//Get the Year, check if it's leap year
System.out.println("Year "+today.getYear()+" is Leap Year? "+today.isLeapYear());
>> Year 2014 is Leap Year? false

//Compare two LocalDate for before and after
System.out.println("Today is before 01/01/2015? "+today.isBefore(LocalDate.of(2015,1,1)));
>> Today is before 01/01/2015? true

//Create LocalDateTime from LocalDate
System.out.println("Current Time="+today.atTime(LocalTime.now()));
>> Current Time=2014-04-28T16:23:53.154

//plus and minus operations
System.out.println("10 days after today will be "+today.plusDays(10));
System.out.println("3 weeks after today will be "+today.plusWeeks(3));
System.out.println("20 months after today will be "+today.plusMonths(20));
>> 10 days after today will be 2014-05-08
>> 3 weeks after today will be 2014-05-19
>> 20 months after today will be 2015-12-28

System.out.println("10 days before today will be "+today.minusDays(10));
System.out.println("3 weeks before today will be "+today.minusWeeks(3));
System.out.println("20 months before today will be "+today.minusMonths(20));
>> 10 days before today will be 2014-04-18
>> 3 weeks before today will be 2014-04-07
>> 20 months before today will be 2012-08-28

//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);
>> First date of this month= 2014-04-01
>> Last date of this year= 2014-12-31

Period period = today.until(lastDayOfYear);
System.out.println("Period Format= "+period);
System.out.println("Months remaining in the year= "+period.getMonths());
>> Period Format= P8M3D
>> Months remaining in the year= 8

6. 解析和格式化

将一个日期格式转换为不同的格式，之后再解析一个字符串，得到日期时间对象，这些都是很常见的

//Format examples
LocalDate date = LocalDate.now();
//default format
System.out.println("Default format of LocalDate="+date);
>> Default format of LocalDate=2014-04-28

//specific format
System.out.println(date.format(DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu")));
>> 28::Apr::2014
System.out.println(date.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE));
>> 20140428

LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
//default format
System.out.println("Default format of LocalDateTime="+dateTime);
>> Default format of LocalDateTime=2014-04-28T16:25:49.341

//specific format
System.out.println(dateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu HH::mm::ss")));
System.out.println(dateTime.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE));
>> 28::Apr::2014 16::25::49
>> 20140428

Instant timestamp = Instant.now();
//default format
System.out.println("Default format of Instant="+timestamp);
>> Default format of Instant=2014-04-28T23:25:49.342Z

//Parse examples
LocalDateTime dt = LocalDateTime.parse("27::Apr::2014 21::39::48",
DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu HH::mm::ss"));
System.out.println("Default format after parsing = "+dt);
>> Default format after parsing = 2014-04-27T21:39:48

7. 旧的日期时间支持

旧的日期/时间类已经在几乎所有的应用程序中使用，因此做到向下兼容是必须的。这也是为什么会有若干工具方法帮助我们将旧的类转换为新的类，反之亦然。

//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);
>> Date = 2014-04-28T16:28:54.340

//Calendar to Instant
Instant time = Calendar.getInstance().toInstant();
System.out.println(time);
>> 2014-04-28T23:28:54.395Z

//TimeZone to ZoneId
ZoneId defaultZone = TimeZone.getDefault().toZoneId();
System.out.println(defaultZone);
>> America/Los_Angeles

//ZonedDateTime from specific Calendar
ZonedDateTime gregorianCalendarDateTime = new GregorianCalendar().toZonedDateTime();
System.out.println(gregorianCalendarDateTime);
>> 2014-04-28T16:28:54.404-07:00[America/Los_Angeles]

//Date API to Legacy classes
Date dt = Date.from(Instant.now());
System.out.println(dt);
>> Mon Apr 28 16:28:54 PDT 2014

TimeZone tz = TimeZone.getTimeZone(defaultZone);
System.out.println(tz);
>> sun.util.calendar.ZoneInfo[id="America/Los_Angeles",offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,transitions=185,lastRule=java.util.SimpleTimeZone[id=America/Los_Angeles,offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,startYear=0,startMode=3,startMonth=2,startDay=8,startDayOfWeek=1,startTime=7200000,startTimeMode=0,endMode=3,endMonth=10,endDay=1,endDayOfWeek=1,endTime=7200000,endTimeMode=0]]

GregorianCalendar gc = GregorianCalendar.from(gregorianCalendarDateTime);
System.out.println(gc);
>> java.util.GregorianCalendar[time=1398727734404,areFieldsSet=true,areAllFieldsSet=true,lenient=true,zone=sun.util.calendar.ZoneInfo[id="America/Los_Angeles",offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,transitions=185,lastRule=java.util.SimpleTimeZone[id=America/Los_Angeles,offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,startYear=0,startMode=3,startMonth=2,startDay=8,startDayOfWeek=1,startTime=7200000,startTimeMode=0,endMode=3,endMonth=10,endDay=1,endDayOfWeek=1,endTime=7200000,endTimeMode=0]],firstDayOfWeek=2,minimalDaysInFirstWeek=4,ERA=1,YEAR=2014,MONTH=3,WEEK_OF_YEAR=18,WEEK_OF_MONTH=5,DAY_OF_MONTH=28,DAY_OF_YEAR=118,DAY_OF_WEEK=2,DAY_OF_WEEK_IN_MONTH=4,AM_PM=1,HOUR=4,HOUR_OF_DAY=16,MINUTE=28,SECOND=54,MILLISECOND=404,ZONE_OFFSET=-28800000,DST_OFFSET=3600000]

参考：

1. Java8 日期/时间（Date Time）API指南

2. java8新的时间日期库及使用示例

3. 介绍 Java 8 Date/Time API