java8新特性七-Date Time API

Java 8通过发布新的Date-Time API (JSR 310)来进一步加强对日期与时间的处理。

在旧版的 Java 中，日期时间 API 存在诸多问题，其中有：

• 非线程安全 − java.util.Date 是非线程安全的，所有的日期类都是可变的，这是Java日期类最大的问题之一。

• 设计很差 − 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。

• 时区处理麻烦 − 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 在 java.time 包下提供了很多新的 API。以下为两个比较重要的 API：

• Local(本地) − 简化了日期时间的处理，没有时区的问题。

• Zoned(时区) − 通过制定的时区处理日期时间。

新的java.time包涵盖了所有处理日期，时间，日期/时间，时区，时刻（instants），过程（during）与时钟（clock）的操作。

Java 8日期/时间类

Java 8的日期和时间类包含LocalDateTime、 LocalDate 、 LocalTime 、 Instant 、 Duration 以及 Period ，这些类都包含在 java.time 包中，下面我们看看这些类的用法

LocalDateTime

LocalDateTime 类是 LocalDate 和 LocalTime 的结合体，可以通过 of() 方法直接创建，也可以调用 LocalDate 的 atTime() 方法或 LocalTime 的 atDate() 方法将 LocalDate 或 LocalTime 合并成一个 LocalDateTime ：

LocalDateTime ldt1 = LocalDateTime.of(2017, Month.JANUARY, 4, 17, 23, 52);

LocalDate localDate = LocalDate.of(2017, Month.JANUARY, 4);

LocalTime localTime = LocalTime.of(17, 23, 52);

LocalDateTime ldt2 = localDate.atTime(localTime);

LocalDateTime 也提供用于向 LocalDate 和 LocalTime 的转化：

LocalDate date = ldt1.toLocalDate();

LocalTime time = ldt1.toLocalTime();

LocalDate 和 LocalTime

LocalDate 类表示一个具体的日期，但不包含具体时间，也不包含时区信息。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：

LocalDate localDate = LocalDate.of(2017, 1, 4);     // 初始化一个日期：2017-01-04

int year = localDate.getYear();                     // 年份：2017

Month month = localDate.getMonth();                 // 月份：JANUARY

int dayOfMonth = localDate.getDayOfMonth();         // 月份中的第几天：4

DayOfWeek dayOfWeek = localDate.getDayOfWeek();     // 一周的第几天：WEDNESDAY

int length = localDate.lengthOfMonth();             // 月份的天数：31

boolean leapYear = localDate.isLeapYear();          // 是否为闰年：false

也可以调用静态方法 now() 来获取当前日期：

LocalDate now = LocalDate.now();

Instant

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）。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 ）。 Instant 除了使用 now() 方法创建外，还可以通过 ofEpochSecond 方法创建：

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：

1970-01-01T00:02:00.000100Z

Duration

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。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。可以通过 Duration.between() 方法创建 Duration 对象：

LocalDateTime from = LocalDateTime.of(2017, Month.JANUARY, 5, 10, 7, 0);    // 2017-01-05 10:07:00

LocalDateTime to = LocalDateTime.of(2017, Month.FEBRUARY, 5, 10, 7, 0);     // 2017-02-05 10:07:00

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

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

Period

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，比如2年3个月6天：

Period period = Period.of(2, 3, 6);

Period 对象也可以通过 between() 方法创建，值得注意的是，由于 Period 是以年月日衡量时间段，所以between()方法只能接收LocalDate类型的参数：

// 2017-01-05 到 2017-02-05 这段时间

Period period = Period.between(

                LocalDate.of(2017, 1, 5),

                LocalDate.of(2017, 2, 5));

日期的操作和格式化

增加和减少日期

Java 8中的日期/时间类都是不可变的，这是为了保证线程安全。当然，新的日期/时间类也提供了方法用于创建对象的可变版本，比如增加一天或者减少一天：

LocalDate date = LocalDate.of(2017, 1, 5);          // 2017-01-05

LocalDate date1 = date.withYear(2016);              // 修改为 2016-01-05

LocalDate date2 = date.withMonth(2);                // 修改为 2017-02-05

LocalDate date3 = date.withDayOfMonth(1);           // 修改为 2017-01-01

LocalDate date4 = date.plusYears(1);                // 增加一年 2018-01-05

LocalDate date5 = date.minusMonths(2);              // 减少两个月 2016-11-05

LocalDate date6 = date.plus(5, ChronoUnit.DAYS);    // 增加5天 2017-01-10

上面例子中对于日期的操作比较简单，但是有些时候我们要面临更复杂的时间操作，比如将时间调到下一个工作日，或者是下个月的最后一天，这时候我们可以使用 with() 方法的另一个重载方法，它接收一个 TemporalAdjuster 参数，可以使我们更加灵活的调整日期：

LocalDate date7 = date.with(nextOrSame(DayOfWeek.SUNDAY));      // 返回下一个距离当前时间最近的星期日

LocalDate date9 = date.with(lastInMonth(DayOfWeek.SATURDAY));   // 返回本月最后一个星期六

要使上面的代码正确编译，你需要使用静态导入 TemporalAdjusters 对象：

import static java.time.temporal.TemporalAdjusters.*;

TemporalAdjusters 类中包含了很多静态方法可以直接使用，下面的表格列出了一些方法：

如果上面表格中列出的方法不能满足你的需求，你还可以创建自定义的 TemporalAdjuster 接口的实现， TemporalAdjuster 也是一个函数式接口，所以我们可以使用Lambda表达式：

@FunctionalInterface

public interface TemporalAdjuster {

    Temporal adjustInto(Temporal temporal);

}

比如给定一个日期，计算该日期的下一个工作日（不包括星期六和星期天）：

LocalDate date = LocalDate.of(2017, 1, 5);

date.with(temporal -> {

    // 当前日期

    DayOfWeek dayOfWeek = DayOfWeek.of(temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK));

    // 正常情况下，每次增加一天

    int dayToAdd = 1;

    // 如果是星期五，增加三天

    if (dayOfWeek == DayOfWeek.FRIDAY) {

        dayToAdd = 3;

    }

    // 如果是星期六，增加两天

    if (dayOfWeek == DayOfWeek.SATURDAY) {

        dayToAdd = 2;

    }

    return temporal.plus(dayToAdd, ChronoUnit.DAYS);

});

格式化日期

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，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：

LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();

String strDate1 = dateTime.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);    // 20170105

String strDate2 = dateTime.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);    // 2017-01-05

String strDate3 = dateTime.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_TIME);    // 14:20:16.998

String strDate4 = dateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd"));   // 2017-01-05

String strDate5 = dateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("今天是：YYYY年 MMMM DD日 E", Locale.CHINESE)); // 今天是：2017年 一月 05日 星期四

同样，日期类也支持将一个字符串解析成一个日期对象，例如：

String strDate6 = "2017-01-05";

String strDate7 = "2017-01-05 12:30:05";

LocalDate date = LocalDate.parse(strDate6, DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd"));

LocalDateTime dateTime1 = LocalDateTime.parse(strDate7, DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));

这个地方有个坑，java8中的DateTimeFormatter无法解析yyyyMMddHHmmssSSS格式的字符串日期，会报错，在jdk9里已修复，所以这里可以曲线救国，如果传入的是yyyyMMddHHmmssSSS格式的字符串，可以考虑自己转换为yyyyMMddHHmmss.SSS格式，这个格式是OK的。BUG详情见https://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=JDK-8031085

时区

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。 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：

ZoneId shanghaiZoneId = ZoneId.of("Asia/Shanghai");

ZoneId systemZoneId = ZoneId.systemDefault();

of() 方法接收一个“区域/城市”的字符串作为参数，你可以通过 getAvailableZoneIds() 方法获取所有合法的“区域/城市”字符串：

Set<String> zoneIds = ZoneId.getAvailableZoneIds();

对于老的时区类 TimeZone ，Java 8也提供了转化方法：

ZoneId oldToNewZoneId = TimeZone.getDefault().toZoneId();

有了 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);

将 zonedDateTime 打印到控制台为：

2017-01-05T15:26:56.147+08:00[Asia/Shanghai]
示例ZonedDateTime 对象由两部分构成， LocalDateTime 和 ZoneId ，其中 2017-01-05T15:26:56.147 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 localDateTime = LocalDateTime.now();

OffsetDateTime offsetDateTime = OffsetDateTime.of(localDateTime, zoneOffset);

其他历法

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。

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

每个日期类都继承 ChronoLocalDate 类，所以可以在不知道具体历法的情况下也可以操作。不过这些历法一般不常用，除非是有某些特殊需求情况下才会使用。

这些不同的历法也可以用于向公历转换：

LocalDate date = LocalDate.now();

JapaneseDate jpDate = JapaneseDate.from(date);

我们在开发过程中应该尽量避免使用 ChronoLocalDate ，尽量用与历法无关的方式操作时间，因为不同的历法计算日期的方式不一样，比如开发者会在程序中做一些假设，假设一年中有12个月，如果是中国农历中包含了闰月，一年有可能是13个月，但开发者认为是12个月，多出来的一个月属于明年的。再比如假设年份是累加的，过了一年就在原来的年份上加一，但日本天皇在换代之后需要重新纪年，所以过了一年年份可能会从1开始计算。

在实际开发过程中建议使用 LocalDate ，包括存储、操作、业务规则的解读；除非需要将程序的输入或者输出本地化，这时可以使用 ChronoLocalDate 类。

java8新的date api其实没有太多要说的，作为一个工具类，我们最应该掌握的是它提供的方法，知道使用场景，以及已知的坑。

参考https://lw900925.github.io/java/java8-newtime-api.html