技術標籤：Javajava

Java 的 API 提供了很多有用的元件，能幫我們構建複雜的應用。比如日期處理，Java 從 1.0，就提供了 java.util.Date 類用於支援日期和時間的處理，不過由於該 API 設計的缺陷，產生了糟糕的易用性。隨著 1.0 退出舞臺，Date 類中的很多方法都被廢棄了，Java 1.1 使用 java.util.Calendar 類取而代之，很不幸，Calendar 類也有類似的問題和設計缺陷，導致使用這些方法寫出的程式碼非常容易出錯。

所有這些缺陷和不一致導致使用者們轉投第三方的日期和時間庫，比如 Joda-Time。為了解決這些問題，Oracle 決定在原生的 Java API 中提供高質量的日期和時間支援。你會看到 Java 8 在 java.time

在開始介紹日期類之前，我們先陳述幾個經常出現的名次：

UTC

協調世界時，是最主要的世界時間標準，基於原子鐘。

在 UTC 中，大約每一年或兩年會多出一秒，稱為“閏秒”，新增到一天的最後一秒，並且總是在 12 月 31 日或 6 月 30 日。

GMT

格林尼治標準時間，代表時區，標準時間為 UTC+0，是之前的民間標準，根據地球的自轉和公轉來計算時間，在歐洲國家和非洲國家用做當地標準時間。

GMT 因為是根據地球的轉動來計算時間的，而地球的自轉目前正在緩速變慢，所以 UTC 比 GMT 更加精準。但是一些計算機的標準是根據格林尼治標準時間（GMT）定義的，所以大多數計算機時鐘不夠精確。

在民用領域可以認為兩者相同。

CST

北美中部時區，代表時區，標準時間為 UTC-6。

這種縮寫的時區代表一片區域，但是由於沒有明確的標準，CST 概念來說在中國也代表中國標準時間。具體縮寫的定義可以檢視 ZoneId.SHORT_IDS 定義。

所以 java 提供了明確的時區表示方法，具體可用的時區字串 Id 可以通過 ZoneId.getAvailableZoneIds() 方法檢視。

ISO 8601

代表國際標準的日期和時間表示方法。

日期格式一般為：yyyy-MM-dd；

帶時區的日期一般格式為：yyyy-MM-dd’T’HH:mm:ss.SSSZ。

在 Java 中定義了一些參見的格式化表示方法，在

DateTimeFormatter 有具體的靜態格式化類表示。

UNIX 紀元（Epoch）

代表 1970 年 1 月 1 日 0 時 0 分 0 秒 GMT 午夜

Date

Date 類表示特定的時刻，精度為毫秒，該類反映的是協調世界時（UTC），不反映時區。

該類在使用時有幾點需要注意：

• 該時刻表示的當前時間與紀元的差（以毫秒為單位）；
• 年代表與 1900 的差
• 一個月由 0 到 11 之間的整數表示；0 是一月，1 是二月，以此類推；
• 日期（一個月中的一天）由 1 到 31 之間的整數表示；
• 小時用 0 到 23 之間的的整數表示；
• 分鐘用 0 到 59 之間的整數表示；
• 秒用 0 到 61 之間的整數表示；值 60 和 61 僅在閏秒出現；
• 使用 SimpleDateFormat 格式化顯示，該類非執行緒安全。
• 該類是可變類，執行緒不安全。

使用

建立

建立當前時刻：new Date()，相當於：new Date(System.currentTimeMillis())，使用紀元時間與當前時間毫秒差建立日期。

使用 Java8 Instant 轉換：Date.from(Instant instant)，內部還是使用紀元時間差，其它日期物件轉換思想相同。

日期

Date 實現了 Comparable 介面，可以使用 compareTo 直接比較兩個物件；

使用 after 和 before 例項方法；

文字間轉換

使用 DateFormat 抽象類靜態方法轉換簡單的 ISO 格式：

該抽象類非執行緒安全，由於使用了成員變數 calendar 維護內部時間狀態，導致 format 等方法依賴狀態。

Date date = new Date();
DateFormat dateInstance = DateFormat.getDateInstance();
String format = dateInstance.format(date);
Date parse = dateInstance.parse(format);
System.out.println(parse + " DateInstance format：" + format);
// Sun May 31 00:00:00 CST 2020 DateInstance format：2020-5-31

DateFormat dateTimeInstance = DateFormat.getDateTimeInstance();
String format1 = dateTimeInstance.format(date);
Date parse1 = dateInstance.parse(format1);
System.out.println(parse1 + " DateTimeInstance format：" + format1);
// Sun May 31 00:00:00 CST 2020 DateTimeInstance format：2020-5-31 21:04:03

DateFormat instance = DateFormat.getInstance();
String format2 = instance.format(date);
Date parse2 = instance.parse(format2);
System.out.println(parse2 + " Instance format：" + format2);
// Sun May 31 21:04:00 CST 2020 Instance format：20-5-31 下午9:04

DateFormat timeInstance = DateFormat.getTimeInstance();
String format3 = timeInstance.format(date);
Date parse3 = timeInstance.parse(format3);
System.out.println(parse3 + " TimeInstance format：" + format3);
// Thu Jan 01 21:04:03 CST 1970 TimeInstance format：21:04:03

或使用 DateFormat 實現類 SimpleDateFormat 基於 Pattern 形式轉換：

該類非執行緒安全，原因和 DateFormat 相同。

SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss.SSSZ");
String format = simpleDateFormat.format(new Date());
Date parse = simpleDateFormat.parse(format);

Calendar

該類是一個抽象類，和 Date 一樣，代表特定的時刻，該類提供了一些操作日曆欄位的方法，比如獲得下一週的日期。

該類使用時需要注意一下幾點：

• 支援指定時區和區域構造日曆。最常見的實現是 GregorianCalendar，代表公曆；
• 該時刻表示的當前時間與紀元的差（以毫秒為單位）；
• 年份不再從 1900 年開始，月份依舊從 0 開始計算；
• 沒有專門的文字格式轉換，通過 Date 作為中轉；
• 該類是可變類，執行緒不安全。

使用

建立

• 使用靜態工廠方法獲取基於系統時區的當前時刻：

Calendar rightNow = Calendar.getInstance();

• 使用靜態內部類構建器構建時間日曆：

new Calendar.Builder()
        .setCalendarType("iso8601")
        .setWeekDate(2013, 1, MONDAY)
        .build();

• Date 轉 Calendar

final Calendar calendar = new Calendar.Builder().setInstant(d).build();

比較

該類同樣實現了 Comparable 介面，可以使用 compareTo 直接比較兩個物件；

使用 after 和 before 例項方法；

修改欄位

通過 set(int field, int value) 修改當前日曆物件欄位，第一個引數為欄位型別，定義在類的靜態常量中：

ERA, YEAR, MONTH(JANUARY, FEBRUARY, MARCH, APRIL, MAY, JUNE, JULY, AUGUST, SEPTEMBER, OCTOBER, NOVEMBER, DECEMBER, UNDECIMBER), WEEK_OF_YEAR, WEEK_OF_MONTH, DATE, DAY_OF_MONTH, DAY_OF_YEAR, DAY_OF_WEEK(SUNDAY, MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY), DAY_OF_WEEK_IN_MONTH, AM_PM, HOUR, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND, MILLISECOND, ZONE_OFFSET, DST_OFFSET

Calendar rightNow = Calendar.getInstance();
rightNow.set(Calendar.MONTH, Calendar.JANUARY);

或者 set(int year, int month, int date, int hourOfDay, int minute) 和 set(int year, int month, int date) 等。

增加或降低欄位值：add(int field, int amount)；

滾動增加或減小某個單位值，不影響前一個欄位值：roll(int field, boolean up)

// create a calendar
Calendar cal = Calendar.getInstance();

// displays the current calendar
System.out.println("Month is " + cal.get(Calendar.MONTH));
// Month is 4

// roll month
cal.roll(Calendar.MONTH, true);
System.out.println("Month is " + cal.get(Calendar.MONTH));
// Month is 5

// roll downwards
cal.roll(Calendar.MONTH, false);
System.out.println("Month is " + cal.get(Calendar.MONTH));
// Month is 4

new package java.time

該包中定義的類代表基本的日期時間概念，包括瞬間，持續時間，日期，時間，時區和時間段。它們基於 ISO 日曆系統（公曆）。所有的類都是不可變的並且是執行緒安全的。

每個日期例項都是由方便獲取的欄位 API 組成。對於較低級別的欄位訪問，可以參考 java.time.temporal 包。每個類都支援列印和解析為各種日期和時間，具體參閱 java.time.format 包以獲取自定義選項。

java.time.chrono 包包含日曆中立 API ChronoLocalDate，ChronoLocalDateTime，ChronoZonedDateTime 和 Era，這些類可以用來構建地區化的日曆系統，比如農曆等，系統內建提供了 4 中日曆系統，分別是：

• ThaiBuddhistDate：泰國佛教歷
• MinguoDate：中華民國曆
• JapaneseDate：日本歷
• HijrahDate：伊斯蘭曆

package java.time.temporal

我們可以使用欄位、單位和日期時間調節器來訪問日期和時間。

該程式包在基本程式包上擴充套件，以提供更多功能來滿足更強大的用例。支援包括：

• 日期時間單位，例如年，月，日和小時
• 日期時間欄位，例如一年中的某月，一週中的某日或一天中的某小時
• 日期時間調整功能
• 周的不同定義

欄位和單位

日期和時間以欄位和單位表示。單位用於測量時間量，例如年，天或分鐘。所有單位都實現 TemporalUnit。眾所周知的單位集在 ChronoUnit 中定義，例如 DAYS。該單位中也定義了一些常用的單位操作 API，例如：

• addTo(R temporal, long amount) - 新增指定時間段
• between(Temporal temporal1Inclusive, Temporal temporal2Exclusive) - 比較兩個時間物件之間的時間
• isSupportedBy(Temporal temporal) - 指定時間物件是否支援此單位

欄位用於表示較大日期時間的一部分，例如年，一年中的月或一分鐘中的秒。所有欄位都實現 TemporalField。在 ChronoField 中定義了一組眾所周知的欄位，例如 HOUR_OF_DAY。其他欄位由 JulianFields，WeekFields 和 IsoFields 定義。該欄位也有一些常用的 API，例如：

• getFrom(TemporalAccessor temporal) - 從指定的時間物件獲取此欄位的值
• isSupportedBy(TemporalAccessor temporal) - 檢查時間物件是否支援此欄位
• range() - 獲取此欄位的有效範圍

欄位的一種用法是從時間物件中獲取沒有便利方法的欄位。例如，獲取月中的某天很常見，以至於 LocalDate 上有一個名為 getDayOfMonth() 的方法。但是，對於更特殊的欄位，必須使用該欄位。例如，獲取月中的週數，date.get(ChronoField.ALIGNED_WEEK_OF_MONTH)。

Temporal 作為支援欄位的日期時間型別的抽象。其方法支援獲取欄位的值、建立修改欄位值後的新日期時間以及查詢其他資訊（通常用於提取偏移量或時區）。

調整和查詢

日期時間問題中的關鍵部分是將日期調整為新的相關值，例如“每月的最後一天”或“下一個星期三”。這些被建模為調整基準日期時間的函式。該函式實現 TemporalAdjuster 並在 Temporal 上執行。TemporalAdjusters 中提供了一組常用功能。例如，要查詢給定日期後一週中某天的第一次出現，請使用 TemporalAdjusters.next(DayOfWeek)，例如 date.with(next(MONDAY))。

TemporalAdjuster 函式介面有一些常見的靜態實現：

TemporalAmount 介面模擬相對時間量，比如常用的實現類 Duration，Period。

除了調整日期時間外，還提供了一個介面以啟用通過 TemporalQuery 進行查詢。查詢介面的最常見實現是方法引用。可以使用主要時間物件類上的 from(TemporalAccessor) 方法，例如 LocalDate::from 或 Month::from。在 TemporalQueries 中作為靜態方法提供了進一步的實現。

final ZonedDateTime now = ZonedDateTime.now();

// Now: 2020-06-11T00:00:39.096326+08:00[Asia/Shanghai]
System.out.format("Now: %s%n", now);

final LocalDate localDate = now.query(TemporalQueries.localDate());
final LocalDate toLocalDate = now.toLocalDate();
final LocalDate fromLocalDate = now.query(LocalDate::from);

// true
System.out.println(localDate.isEqual(toLocalDate) && localDate.isEqual(fromLocalDate));

final TemporalUnit unit = now.query(TemporalQueries.precision());
final Chronology chronology = now.query(TemporalQueries.chronology());
final ZoneId zone = now.query(TemporalQueries.zoneId());
final ZoneOffset offset = now.query(TemporalQueries.offset());

// TemporalUnit: Nanos, Chronology: ISO, ZoneId: Asia/Shanghai, ZoneOffset: +08:00
System.out.format("TemporalUnit: %s, Chronology: %s, ZoneId: %s, ZoneOffset: %s %n", unit, chronology, zone, offset);

final Month month = now.query(Month::from);
final MonthDay monthDay = now.query(MonthDay::from);
final YearMonth yearMonth = now.query(YearMonth::from);
final DayOfWeek dayOfWeek = now.query(DayOfWeek::from);
final ZoneId zoneId = now.query(ZoneId::from);
final ZoneOffset zoneOffset = now.query(ZoneOffset::from);

// Month: JUNE, MonthDay: --06-11, YearMonth: 2020-06, DayOfWeek: THURSDAY, zoneId: Asia/Shanghai, zoneOffset: +08:00
System.out.format("Month: %s, MonthDay: %s, YearMonth: %s, DayOfWeek: %s, zoneId: %s, zoneOffset: %s %n", month, monthDay, yearMonth, dayOfWeek, zoneId, zoneOffset);

周

不同的語言環境對星期有不同的定義。例如，在歐洲，一週通常從星期一開始，而在美國，則從星期日開始。 WeekFields 類為這種區別建模。IOS 定義星期一為一週開始，一週至少需要四天。

ISO 日曆系統定義了一個額外的基於周的年劃分。這定義了基於從一年整個星期一到星期一的一年，它是在 IsoFields 中建模的。

日期和時間

日期和時間類的介面都提供了一致的設計，所以再很多 API 上都做了通用的處理，比如一致的方法字首：

• of - 靜態工廠方法
• parse - 側重於解析的靜態工廠方法
• get - 獲取值或其它
• is - 檢查是否為真
• with - 等同於 setter 的不可變修改，返回新的副本
• plus - 增加一定數量的單位
• minus - 減少一定數量的單位
• to - 將一個物件轉換為另一個物件
• at - 將一個物件結合到該物件中，例如 date.atTime(time)

這裡主要以 Insant 展開介紹。

Instant

Instant 實質上是一個數字時間戳。可以從時鐘（Clock）中獲取當前的瞬時資訊。這對於時間點的記錄和持久化很有用，儲存的結果與 System.currentTimeMillis()` 相關聯。

建立

從 Date 獲取：new Date().toInstant()；

使用靜態工廠方法：

• 從系統時鐘（Clock）構建：Instant.now()，Instant.now(Clock clock)
• 根據紀元差毫秒構建構建：Instant.ofEpochMilli(long epochMilli)
• 使用標準 ISO 格式字串構建：Instant.parse(CharSequence text)，格式例如：2007-12-03T10:15:30.00Z
• 從 TemporalAccessor 實現類構建，該類可以為 Instant 或支援 INSTANT_SECONDS 和 NANO_OF_SECOND 欄位的實現類，比如：ZonedDateTime

比較

使用前需明確該物件支援的單位或欄位型別，API 文件中有說明支援的型別；

或者使用：isSupported(TemporalUnit unit) 和 isSupported(TemporalUnit unit) 判斷

• 比較與指定 Temporal 實現類指定單位的差：until(Temporal endExclusive, TemporalUnit unit)

• 使用 isAfter(Instant otherInstant) 或 isBefore(Instant otherInstant) 或 compareTo(Instant otherInstant)

獲取

獲取時間的欄位值前同樣得確認是否支援，這些方法通常以 get* 單位的形式存在，或者直接通過：

• get(TemporalField field)
• getLong(TemporalField field)
• 構建查詢獲取：query(TemporalQuery query)

獲取欄位的有效值範圍：range(TemporalField field)

調整

所有的修改方法都返回新的副本：

• 調整欄位值：with(TemporalField field, long newValue)
• 截斷操作會將小於該單位的欄位都設定為 0：truncatedTo(TemporalUnit unit)
• 增加或減少某個欄位：plus*、minus*
• 通過 TemporalAdjuster 函式介面實現調整：with(TemporalAdjuster adjuster)

LocalDate

LocalDate 儲存沒有時間的日期，也不附帶時區資訊。它會儲存 yyyy-MM-dd 格式的日期，可以用來儲存生日。

LocalTime

LocalTime 儲存沒有日期的時間。它將儲存類似於 HH:mm:ss 格式的時間。

LocalDateTime

LocalDateTime 儲存日期和時間。它將儲存類似於 yyyy-MM-dd HH:mm:ss 格式的時間。

ZonedDateTime

ZonedDateTime 儲存帶有時區的日期和時間。如果要考慮到 ZoneId（例如“歐洲/巴黎”）對日期和時間進行準確的計算，這將很有用。如果可能，建議使用沒有時區的簡單類。時區的廣泛使用往往會增加應用程式的複雜性。

該類儲存類似於 yyyy-MM-dd HH:mm:ss.zzz 格式的時間。可通過上面所述時間類通過：atZone(ZoneId zone) 新增時區而來。

下圖對 ZoneDateTime 的組成部分進行了說明。

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-z9iwQD2o-1612329693139)(…/…/images/java/zoneDateTime.jpg)]

持續時間和週期

Duration

持續時間是沿時間線以納秒為單位的時間的簡單度量。

此類以秒和納秒為單位對時間量進行建模。也可以使用其他基於持續時間的單位（例如分鐘和小時）來訪問它。

建立

目前為止, 我們看到的所有類都實現了 Temporal 介面, Temporal 介面定義瞭如何讀取和操縱為時間建模的物件的值。

Duration 類的靜態工廠方法 between 就可以為兩個 Temporal 物件建立持續時間。

Duration d1 = Duration.between(time1, time2); 
Duration d1 = Duration.between(dateTime1, dateTime2); 
Duration d2 = Duration.between(instant1, instant2);

也可以使用靜態工廠從其它時間單位建立：

Duration threeMinutes = Duration.ofMinutes(3); 
Duration threeMinutes = Duration.of(3, ChronoUnit.MINUTES);  

Period

週期以對人類有意義的單位表示時間量。例如年、月或天。

建立

使用靜態工廠方法建立：

Period tenDays = Period.between(LocalDate.of(2014, 3, 8), LocalDate.of(2014, 3, 18));

Period tenDays = Period.ofDays(10); 
Period threeWeeks = Period.ofWeeks(3); 
Period twoYearsSixMonthsOneDay = Period.of(2, 6, 1);

Duration 類和 Period 類共享了很多相似的方法，參見下表所示。

列印輸出及解析日期

處理日期和時間物件時，格式化以及解析日期-時間物件是另一個非常重要的功能。新的 java.time.format 包就是特別為這個目的而設計的。

這個包中，最重要的類是 DateTimeFormatter。建立格式器最簡單的方法是通過它的靜態工廠方法以及常量。

它包含了 IOS 格式定義的常見格式，像 BASIC_ISO_DATE 和 ISO_LOCAL_DATE 這樣的常量是 DateTimeFormatter 類的預定義例項。

所有的 DateTimeFormatter 例項都能用於以一定的格式建立代表特定日期或時間的字串。比如，下面的這個例子中，我們使用了兩個不同的格式器生成了字串:

LocalDate date = LocalDate.of(2014, 3, 18);  
String s1 = date.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);	<-- 20140318
String s2 = date.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);  <-- 2014-03-18

你也可以通過解析代表日期或時間的字串重新建立該日期物件。所有的日期和時間API 都提供了表示時間點或者時間段的工廠方法,你可以使用工廠方法parse達到重創該日期物件的目的:

LocalDate date1 = LocalDate.parse("20140318", DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE); 
LocalDate date2 = LocalDate.parse("2014-03-18", DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);

和老的 java.util.DateFormat 相比較，所有的 DateTimeFormatter 例項都是執行緒安全的。所以，我們能夠以單例模式建立格式器例項，就像 DateTimeFormatter 所定義的那些常量，並能在多個執行緒間共享這些例項。DateTimeFormatter 類還支援一個靜態工廠方法,它可以按照某個特定的模式建立格式器，程式碼清單如下。

DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("dd/MM/yyyy");
LocalDate date1 = LocalDate.of(2014, 3, 18); 
String formattedDate = date1.format(formatter); 
LocalDate date2 = LocalDate.parse(formattedDate, formatter);