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【Java基础】使用Java8新的日期和时间API

2020-01-15 10:54 1466 查看

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简介

Java三次引入处理时间的API,JDK1.0中包含了一个Date类,但大多数方法在java1.1引入Calendar类之后被弃用了。 它的实例都是可变的,而且它的API很难使用,比如月份是从0开始这种反人类的设置。java8引入的java.time API 已经纠正了之前的问题。它已经完全实现了JSR310规范。

在Java 8之前,所有关于时间和日期的API都存在各种使用方面的缺陷,主要有:

  1. java1.0
    中,对日期时间的支持只能依赖java.util.Date类。,这个类无法表示日期,只能以毫秒的精度表示时间。更糟糕的是它的易用性,比如:
    年份的起始日期选择是1990年,月份的起始从0开始

  2. java1.1
    中,Date类中的很多方法被废弃了,取而代之的是
    java.util.Calendar
    类。Calendar类也有类似的和设计缺陷,导致使用这些方法写出的代码非常容易出错。比如
    月份依旧是从0开始计算(拿掉了由1990年开始计算年份这一设计)
    。更糟的是,有的特性只在某一个类有提供,比如用于语言无关方式格式化和解析日期或时间的DateFormat方法就只在Date类有。

  3. java.util.Date和java.util.Calendar类易用性差,不支持时区,且线程不安全的,开发者难以调试这些api的并发问题,需要编写额外的代码来处理线程安全。J

    ava 8中引入的新的Date和Time API是不可变的和线程安全的
    ,使得这些痛点得以解决。

  4. 用于格式化日期的类java.text.DateFormat是一个抽象类,需要实例化一个SimpleDateFormat对象来处理日期格式化,并且DateFormat是

    非线程安全
    ,在多线程程序中调用同一个DateFormat对象,会得到意想不到的结果。

  5. 对日期的计算方式繁琐,而且容易出错,因为月份是从0开始的,从Calendar中获取的月份需要加一才能表示当前月份。

  6. Java出现了一些第三方的日期处理框架解决以上问题,例如

    Joda-Time, date4j,threetenbp,
    等开源项目。,于是Java 8中引入了一套标准的用于处理时间和日期API。新的日期API是JSR-310规范的实现,
    Joda-Time框架的作者正是JSR-310的规范的倡导者
    ,所以能从Java 8的日期API中看到很多Joda-Time的特性

  7. 新的时间API是以

    ISO为中心
    的,并遵循 date, time, duration 和 periods的一致域模型。提供了一些非常实用方法以支持最常见的操作。不再需要我们自己封装一些时间操作类。

  8. ZonedDate和Time -在旧的时间api中开发人员必须编写额外的逻辑来处理旧API的时区逻辑,Java8 中加入了对时区的支持,带时区的时间为分别为:ZonedDate、ZonedTime、ZonedDateTime。其中每个时区都对应着 ID,地区ID都为 “{区域}/{城市}”的格式。

java8引入了一套全新的时间日期API

java.time包中的是类是不可变且线程安全的。新的时间及日期API位于java.time中
,下面是一些关键类

  • Instant
    ——它代表的是时间戳,用来获取时间线上的一个点(瞬时/时间戳)

  • LocalDate
    —— 表示没有时区,只含年月日的日期,比如2014-01-14。它可以用来存储生日,周年纪念日,入职日期等,是不可变且线程安全的

  • LocalTime
    ——它代表的是没有时区,只含时分秒的时间 ,是不可变且线程安全的

  • LocalDateTime
    ——它表示没有时区的,同时包含年月日时分秒的日期时间,是不可变且线程安全

  • ZonedDateTime
    ——包含时区的完整的日期时间,偏移量是以UTC/格林威治时间为基准的。

  • ZoneId
    : 时区ID,用来确定
    Instant和LocalDateTime
    互相转换的规则

  • Clock
    : 用于访问当前时刻、日期、时间,用到时区

  • Duration
    : 用秒和纳秒表示时间的数量(长短),用于计算两个日期的“时间”间隔

  • Period
    : 用于计算两个“日期”间隔

其中,LocalDate、LocalTime、LocalDateTime是新API里的基础对象

java8是如何处理时间及日期的

LocalDate
  1. LocalDate类表示一个没有时区,只含年月日的日期。可以通过LocalDate的静态方法
    of()
    创建一个实例,LocalDate也包含一些方法用来获取年份,月份,天,星期几等:
  2. 它可以用来存储生日,周年纪念日,入职日期等,是不可变且线程安全的
@Test
public void TestLocalDate() {
//1.获取当前日期
LocalDate now = LocalDate.now();
System.out.println("now=》" + now.getYear() + "-" + now.getMonthValue() + "-" + now.getDayOfMonth());

//2.设置指定日期
LocalDate localDate = LocalDate.of(2019, 11, 5);     // 初始化一个日期:2019-11-5
int year = localDate.getDayOfYear();                     // 年份:2019
Month month = localDate.getMonth();                 // 月份:DECEMBER
int dayOfMonth = localDate.getDayOfMonth();         // 月份中的第几天:5
DayOfWeek dayOfWeek = localDate.getDayOfWeek();     // 一周的第几天:THURSDAY
int length = localDate.lengthOfMonth();             // 月份的天数:
boolean leapYear = localDate.isLeapYear();          // 是否是闰年
System.out.println(
"dayOfYear=》" + year + ",month=》" + month
+ ",dayOfMonth=》" + dayOfMonth+ ",dayOfWeek=》"
+  dayOfWeek + ",lengthOfMonth=》" + length+ ",isLeapYear=》" + leapYear);

//3.日期字符串转换LocalDate
//LocalDate.parse(String dateStr) 默认格式为 DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE 即:2011-12-03
LocalDate formatDate = LocalDate.parse("2011-12-03", DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);
System.out.println("formatDate=》"+formatDate);

//4.日期相减

//要使上面日期相减的代码正确编译,你需要使用静态导入TemporalAdjusters对象:
// import static java.time.temporal.TemporalAdjusters.*;
LocalDate minus1 = formatDate.minusDays(5); //当前日期减5天
LocalDate minus2 = formatDate.minusDays(-1); //当前日期+1天
System.out.println("formatDate=》" + formatDate + ", 减5 :" + minus1 + ",加1 " + minus2);

LocalDate currentLocalDate = LocalDate.of(2017,01,05);
LocalDate date1 = currentLocalDate.withYear(2016);              // 修改为 2016-01-05
LocalDate date2 = currentLocalDate.withMonth(2);                // 修改为 2017-02-05
LocalDate date3 = currentLocalDate.withDayOfMonth(1);           // 修改为 2017-01-01
LocalDate date4 = currentLocalDate.plusYears(1);                // 增加一年 2018-01-05
LocalDate date5 = currentLocalDate.minusMonths(2);              // 减少两个月 2016-11-05
LocalDate date6 = currentLocalDate.plus(5, ChronoUnit.DAYS);    // 增加5天 2017-01-10
LocalDate date7 = currentLocalDate.with(TemporalAdjusters.nextOrSame(DayOfWeek.SUNDAY));      // 返回下一个距离当前时间最近的星期日
LocalDate date9 = currentLocalDate.with(TemporalAdjusters.lastInMonth(DayOfWeek.SATURDAY));   // 返回本月最后一个星期六
}

执行结果:

要使上面

日期相减
的代码正确编译,你需要使用静态导入TemporalAdjusters对象:
import static java.time.temporal.TemporalAdjusters.*;

所有的日期类都实现类TemporalAdjusters类

方法名 描述
dayOfWeekInMonth 返回同一个月中每周的第几天
firstDayOfMonth 返回当月的第一天
firstDayOfNextMonth 返回下月的第一天
firstDayOfNextYear 返回下一年的第一天
firstDayOfYear 返回本年的第一天
firstInMonth 返回同一个月中第一个星期几
lastDayOfMonth 返回当月的最后一天
lastDayOfNextMonth 返回下月的最后一天
lastDayOfNextYear 返回下一年的最后一天
lastDayOfYear 返回本年的最后一天
lastInMonth 返回同一个月中最后一个星期几
next / previous 返回后一个/前一个给定的星期几
nextOrSame / previousOrSame 返回后一个/前一个给定的星期几,如果这个值满足条件,直接返回
LocalTime

它代表的是没有时区,只含时分秒的时间 ,是不可变且线程安全的,用法和LocalDate差不多

@Test
public void TestLocalTime() {
//1.获取当前日期时间
LocalTime now = LocalTime.now();
}

执行结果:

LocalDateTime
  1. LocalDateTime类是LocalDate和LocalTime的结合体,它表示没有时区的,同时包含年月日时分秒的日期时间,是不可变且线程安全,可以通过of()方法直接创建
  2. 它同时表示了日期和时间,但不带有时区信息,可以直接创建,也可以通过合并日期和时间对象构造。
  3. 调用LocalDate的atTime()方法或LocalTime的atDate()方法将LocalDate或LocalTime合并成一个LocalDateTime
@Test
public void testLocalDateTime() {
//1.获取当前日期时间
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
System.out.println("now=》" + now.getYear() + "-" + now.getMonthValue() + "-"
+ now.getDayOfMonth() + " "+ now.getHour() + ":" + now.getMinute() + ":"
+ + now.getSecond());

//2.设置指定日期
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2019, 11, 5, 14, 29, 35);
int dayOfYear = localDateTime.getDayOfYear(); //一年第几天
System.out.println("dayOfYear=》" + dayOfYear);

// 3.将 LocalDate 和  LocalTime 组合成一个 LocalDateTime
LocalDate localDate = LocalDate.of(2019, 11, 12);
LocalTime localTime = LocalTime.of(13, 14, 15);
LocalDateTime newLocalDateTime = LocalDateTime.of(localDate, localTime);
System.out.println("newLocalDateTime=》" + newLocalDateTime);

//4.将LocalDateTime 分割成LocalDate和LocalTime
LocalDate toLocalDate = newLocalDateTime.toLocalDate();
LocalTime toLocalTime = newLocalDateTime.toLocalTime();
System.out.println("toLocalDate=》" + toLocalDate + ",toLocalTime=》" + toLocalTime);
}

执行结果:

Instant
  1. Instant用于表示一个时间戳,它与我们常使用的System.currentTimeMillis()有些类似,不过Instant可以精确到纳秒(Nano-Second),System.currentTimeMillis()方法只精确到毫秒(Milli-Second)。
  2. 如果查看Instant源码,发现它的内部使用了两个常量,seconds表示从1970-01-01 00:00:00开始到现在的秒数,nanos表示纳秒部分(nanos的值不会超过999,999,999)。
  3. Instant除了使用now()方法创建外,还可以通过ofEpochSecond方法创建
@Test
public void testInstant() {
//1.获取当前毫秒数
Instant now = Instant.now();
System.out.println("now=>" + now);// instant实例
System.out.println("toEpochMilli()=>" + now.toEpochMilli());//获取毫秒数

Instant instant = Instant.ofEpochSecond(120, 100000);
// ofEpochSecond()方法的第一个参数为秒,第二个参数为纳秒,
// 上面的代码表示从1970-01-01 00:00:00开始后两分钟的10万纳秒的时刻,控制台上的输出为:
System.out.println("ofEpochSecond()=》" + instant);
System.out.println("toEpochMilli()=》" + instant.toEpochMilli());
}

执行结果:

Clock

获取某个时区下当前的瞬时时间、日期,代替System.currentTimelnMillis()与TimeZone.getDefault()方法

@Test
public void testClock() {
//1.获取系统默认的瞬时时间
System.out.println(  Clock.systemDefaultZone().millis());//获取

//2.获取UTC瞬时时间
Clock clock = Clock.systemUTC();
System.out.println(clock.millis());//获取UTC的瞬时时间
}

执行结果

Duration
  1. Duration:用于计算两个“时间”间隔
  2. Duration的内部实现与Instant类似,也是包含两部分:seconds表示秒,nanos表示纳秒。
  3. 两者的区别是Instant用于表示一个时间戳(或者说是一个时间点),而Duration表示一个时间段,所以Duration类中不包含now()静态方法。
  4. 还可以可以通过Duration.between()方法创建一个指定范围的Duration对象
@Test
public void testDuration() {
//1.计算两个时间段的总天数/小时数/分钟数/秒数/毫秒数/纳秒数 例如:计算2019-11-11 02:03:04 - 2019-11-11 05:03:04
LocalDateTime from = LocalDateTime.of(2019, 11, 11, 2, 3, 4);    // 2019-10-01 02:03:04
LocalDateTime to = LocalDateTime.of(2019, 11, 11, 5, 3, 4);     // 2019-11-11 05:03:04
Duration duration = Duration.between(from, to);     // 表示从 2017-01-05 10:07:00 到 2017-02-05 10:07:00 这段时间

long days = duration.toDays();              // 这段时间的总天数
long hours = duration.toHours();            // 这段时间的小时数
long minutes = duration.toMinutes();        // 这段时间的分钟数
long seconds = duration.getSeconds();       // 这段时间的秒数
long milliSeconds = duration.toMillis();    // 这段时间的毫秒数
long nanoSeconds = duration.toNanos();      // 这段时间的纳秒数

System.out.println("toDays()=》" + days + ",toHours()=》" + hours + ",toMinutes()=》" + minutes + ",toSeconds()=》" + seconds
+ ",toMillis()=》" + milliSeconds + ",toNanos()=》" + nanoSeconds);

//2. 创建时间段
// Duration对象还可以通过of()方法创建,该方法接受一个时间段长度,和一个时间单位作为参数:
Duration duration1 = Duration.of(5, ChronoUnit.DAYS); // 5天
Duration duration2 = Duration.of(1000, ChronoUnit.MILLIS); // 1000毫秒

Duration duration3 = duration2.minusMillis(500);//减少当前时间段毫秒数 duration2 - 500 毫秒 = 500
System.out.println("duration1=》" + duration1.getSeconds() + ",duration2=》" + duration2.toMillis());
System.out.println("duration3=》" + duration3.toMillis());
}

执行结果:

Period
  1. Period:用于计算两个“日期”间隔
  2. Period在概念上和Duration类似,区别在于Period是以年月日来衡量一个时间段
@Test
public void testPeriod() {
//1. 创建日期时间段 例如:比如2年3个月6天:
Period period = Period.of(2, 3, 6);
System.out.println("addTo()=》"+period.addTo(LocalDate.now()));// 当前时间新增 2年2个月6天
System.out.println("toTotalMonths()=》"+period.toTotalMonths());// 总月数
System.out.println("getYears()=》"+period.getYears());// 获取年
System.out.println("getMonths()=》"+period.getMonths());// 获取月
System.out.println("getDays()=》"+period.getDays());// 获取日

//2.计算日期段 例如:2019-10-01 到 2019-11-05 这段时间
Period betweenPeriod = Period.between(
LocalDate.of(2019, 10, 1),
LocalDate.of(2019, 11, 5));
System.out.println("\ngetYears()=》"+betweenPeriod.getYears());// 获取年
System.out.println("getMonths()=》"+betweenPeriod.getMonths());// 获取月
System.out.println("getDays()=》"+betweenPeriod.getDays());// 获取日
}

执行结果:

与日期(Date)和日历(Calendar)的兼容性

Java 8添加了toInstant()方法,该方法有助于将旧API中的Date和Calendar实例转换为新的Date Time API

@Test
public void testDateAndCalendaCompatibilityr(){
//Date 转 LocalDateTime
LocalDateTime date =  LocalDateTime.ofInstant(new Date().toInstant(), ZoneId.systemDefault());
//Calendar 转 LocalDateTime
LocalDateTime calendar =  LocalDateTime.ofInstant(Calendar.getInstance().toInstant(), ZoneId.systemDefault());

//通过  Date().getTime() 创建 LocalDateTime /  System.currentTimeMillis()
LocalDateTime dateMillis = LocalDateTime.ofEpochSecond( System.currentTimeMillis(), 0, ZoneOffset.UTC);
//通过  Calendar.getInstance().getTimeInMillis( 创建 LocalDateTime
LocalDateTime calendarMillis = LocalDateTime.ofEpochSecond(Calendar.getInstance().getTimeInMillis(), 0, ZoneOffset.UTC);

System.out.println("date=》"+date+",dateMillis=》"+dateMillis.toString());
System.out.println("calendar=》"+calendar+",calendarMillis=》"+calendarMillis);
}

执行结果:

DateTimeFormatter

日期时间格式化

  1. 新的日期API中提供了一个DateTimeFormatter类用于处理日期格式化操作,它被包含在java.time.format包中,
  2. Java 8的日期类有一个format()方法用于将日期格式化为字符串,该方法接收一个DateTimeFormatter类型参数
@Test
public void testDateTimeFormat(){
// 1.创建指定时间的LocalDateTime
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2019,11, 25, 6, 30);

// 传递ISO日期格式以格式化本地日期 结果是:2019-11-25
String isoDate= localDateTime.format(DateTimeFormatter.ISO_DATE);
System.out.println("ISO_DATE=》"+isoDate);

// 格式成 ISO_DATE_TIME 结果是:2019-11-25T06:30:00
String isoDateTime = localDateTime.format(DateTimeFormatter.ISO_DATE_TIME);
System.out.println("ISO_DATE_TIME=》"+isoDateTime);

//该DateTimeFormatter提供多种标准格式选项。也可以提供自定义模式来格式化方法,如下所示,它将返回LocalDate为2015/01/25:
String definedDateTime = localDateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd"));
System.out.println("definedDateTime=》"+definedDateTime);

//我们可以将格式样式传递为SHORT(短),LONG(长)或MEDIUM(中等)作为格式化选项的一部分。下面的代码示例输出2015年1月25日06:30:00  SHORT/LONG/MEDIUM
String shortDateTime = localDateTime.format( DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.SHORT));
String longDateTime = localDateTime.format( DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.LONG));
String mediuDateTime = localDateTime.format( DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.MEDIUM));
System.out.println("shortDateTime =》"+shortDateTime);
System.out.println("longDateTime=》"+longDateTime);
System.out.println("mediuDateTime=》"+mediuDateTime);
}

执行结果

ZoneId
  1. Java 8中的时区操作被很大程度上简化了,新的时区类java.time.ZoneId是原有的java.util.TimeZone类的替代品。
  2. ZoneId对象可以通过ZoneId.of()方法创建,也可以通过ZoneId.systemDefault()获取系统默认时区:
@Test
public void testTimeZone(){
//1.获取默认时区
ZoneId systemZoneId = ZoneId.systemDefault();
System.out.println("systemZoneId=》"+systemZoneId);// 输出 systemZoneId=》Asia/Shanghai

//2.获取指定时区,of()方法接收一个“区域/城市”的字符串作为参数
ZoneId shanghaiZoneId = ZoneId.of("Asia/Shanghai");
System.out.println("shanghaiZoneId=》"+shanghaiZoneId);// 输出 shanghaiZoneId=》Asia/Shanghai

//3.通过getAvailableZoneIds()方法获取所有合法的“区域/城市”字符串:
Set<String> zoneIds = ZoneId.getAvailableZoneIds();
System.out.println("zoneIds=》"+zoneIds);// 输出 zoneIds=》[Asia/Aden, America/Cuiaba, Etc/GMT+9, Etc/GMT+8, Africa/Nairobi.......]

//4.老的时区类TimeZone转换为ZoneId,Java 8也提供了转化方法:
ZoneId oldToNewZoneId = TimeZone.getDefault().toZoneId();
System.out.println("oldToNewZoneId=》"+oldToNewZoneId);// 输出 oldToNewZoneId=》Asia/Shanghai

//5. 通过ZoneId,我们就可以将一个LocalDate、LocalTime或LocalDateTime对象转化为ZonedDateTime对象:
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.of(localDateTime, shanghaiZoneId);
System.out.println("zonedDateTime=》"+zonedDateTime);

//6. ZonedDateTime对象由两部分构成,LocalDateTime和ZoneId,
// 其中2019-11-05T19:18:06.951部分为LocalDateTime,+08:00[Asia/Shanghai]部分为ZoneId。
//另一种表示时区的方式是使用ZoneOffset,它是以当前时间和世界标准时间(UTC)/格林威治时间(GMT)的偏差来计算,例如:
ZoneOffset zoneOffset = ZoneOffset.of("+09:00");
LocalDateTime newDateTime = LocalDateTime.now();
OffsetDateTime offsetDateTime = OffsetDateTime.of(newDateTime, zoneOffset);
System.out.println("offsetDateTime=》"+offsetDateTime);
}

执行结果

java6/java7对日期时间的处理
  1. Java 7或Java 6这些老项目来说可以使用 Joda-Time/date4j/threetenbp
  2. 事实上,Java 8 Date Time API由Joda-Time库(Stephen Colebourne)和Oracle共同领导。该库提供了Java 8 Date Time项目中支持的几乎所有功能
其他历法
  1. Java中使用的历法是ISO 8601日历系统,它是世界民用历法,也就是我们所说的公历。平
    年有365天,闰年是366天。闰年的定义是:非世纪年,能被4整除;世纪年能被400整除。为了计算的一致性,公元1年的前一年被当做公元0年,以此类推。

  2. 此外Java 8还提供了4套其他历法(很奇怪为什么没有汉族人使用的农历),每套历法都包含一个日期类,分别是:

      ThaiBuddhistDate:泰国佛教历
    • MinguoDate:中华民国历
    • JapaneseDate:日本历
    • HijrahDate:伊斯兰历
  3. 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

SpringBoot中如何处理LocalDateTime

后台传LocalDateTime到前台

  1. 将LocalDateTime字段
    以时间戳的方式返回给前端
    , 添加日期转化类
/**
* LocalDateTime Json数据转换器
*/
public class LocalDateTimeConverter extends JsonSerializer<LocalDateTime> {
@Override
public void serialize(LocalDateTime value, JsonGenerator gen, SerializerProvider serializers) throws IOException {
gen.writeNumber(value.toInstant(ZoneOffset.of("+8")).toEpochMilli());

}
}

并在

LocalDateTime字段
上添加
@JsonSerialize(using=LocalDateTimeConverter.class)
注解,如下:

@JsonSerialize(using=LocalDateTimeConverter.class)
protected LocalDateTime gmtModified;

LocalDateTime字段
指定格式化日期的方式返回给前端
在 LocalDateTime字段上添加
@JsonFormat(shape=JsonFormat.Shape.STRING,pattern="yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
注解即可,如下:

@JsonFormat(shape=JsonFormat.Shape.STRING, pattern="yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
protected LocalDateTime gmtModified;

前台传LocalDateTime到后台

  1. 对前端传入的日期进行格式化 在
    LocalDateTime字段
    上添加
    @DateTimeFormat(pattern="yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
    注解即可,如下:
@DateTimeFormat(pattern ="yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
protected LocalDateTime gmtModified;
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