Java 8 日期時間API
Java 8一個新增的重要特性就是引入了新的時間和日期API,它們被包含在java.time包中。藉助新的時間和日期API可以以更簡潔的方法處理時間和日期;
在介紹本篇文章內容之前,我們先來討論Java 8為什麼要引入新的日期API,與之前的時間和日期處理方式有什麼不同?
在Java 8之前,所有關於時間和日期的API都存在各種使用方面的缺陷,主要有:
- Java的java.util.Date和java.util.Calendar類易用性差,不支援時區,而且他們都不是執行緒安全的;
- 用於格式化日期的類DateFormat被放在java.text包中,它是一個抽象類,所以我們需要例項化一個SimpleDateFormat物件來處理日期格式化,並且DateFormat也是非執行緒安全,這意味著如果你在多執行緒程式中呼叫同一個DateFormat物件,會得到意想不到的結果;
- 對日期的計算方式繁瑣,而且容易出錯,因為月份是從0開始的,從Calendar中獲取的月份需要加一才能表示當前月份;
由於以上這些問題,出現了一些第三方的日期處理框架,例如Joda-Time,date4j等開源專案。但是,Java需要一套標準的用於處理時間和日期的框架,於是Java 8中引入了新的日期API。新的日期API是JSR-310規範的實現,Joda-Time框架的作者正是JSR-310的規範的倡導者,所以能從Java 8的日期API中看到很多Joda-Time的特性。
Java 8日期/時間類
Java 8的日期和時間類包含LocalDate、LocalTime、Instant、Duration以及Period,這些類都包含在java.time包中;
1、LocalDate
LocalDate類表示一個具體的日期,但不包含具體時間,也不包含時區資訊。可以通過LocalDate的靜態方法of()建立一個例項,LocalDate也包含一些方法用來獲取年份,月份,天,星期幾等:
LocalDate localDate = LocalDate.of(2017, 1, 4); // 初始化一個日期:2017-01-04 int year = localDate.getYear(); // 年份:2017 Month month = localDate.getMonth(); // 月份:JANUARY int dayOfMonth = localDate.getDayOfMonth(); // 月份中的第幾天:4 DayOfWeek dayOfWeek = localDate.getDayOfWeek(); // 一週的第幾天:WEDNESDAY int length = localDate.lengthOfMonth(); // 月份的天數:31 boolean leapYear = localDate.isLeapYear(); // 是否為閏年:false
也可以呼叫靜態方法now()來獲取當前日期:
LocalDate now = LocalDate.now();
2、LocalTime
LocalTime和LocalDate類似,他們之間的區別在於LocalDate不包含具體時間,而LocalTime包含具體時間,例如:
LocalTime localTime = LocalTime.of(17, 23, 52); // 初始化一個時間:17:23:52
int hour = localTime.getHour(); // 時:17
int minute = localTime.getMinute(); // 分:23
int second = localTime.getSecond(); // 秒:52
3、LocalDateTime
LocalDateTime類是LocalDate和LocalTime的結合體,可以通過of()方法直接建立,也可以呼叫LocalDate的atTime()方法或LocalTime的atDate()方法將LocalDate或LocalTime合併成一個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也提供用於向LocalDate和LocalTime的轉化:
LocalDate date = ldt1.toLocalDate();
LocalTime time = ldt1.toLocalTime();
4、Instant
- Instant用於表示一個時間戳,它與我們常使用的System.currentTimeMillis()有些類似,不過Instant可以精確到納秒(Nano-Second),System.currentTimeMillis()方法只精確到毫秒(Milli-Second);
- 如果檢視Instant原始碼,發現它的內部使用了兩個常量,seconds表示從1970-01-01 00:00:00開始到現在的秒數,nanos表示納秒部分(nanos的值不會超過999,999,999);
- Instant除了使用now()方法建立外,還可以通過ofEpochSecond方法建立:
Instant instant = Instant.ofEpochSecond(120, 100000);
ofEpochSecond()方法的第一個引數為秒,第二個引數為納秒,上面的程式碼表示從1970-01-01 00:00:00開始後兩分鐘的10萬納秒的時刻,控制檯上的輸出為:
1970-01-01T00:02:00.000100Z
5、Duration
- Duration的內部實現與Instant類似,也是包含兩部分:seconds表示秒,nanos表示納秒;
- 兩者的區別是Instant用於表示一個時間戳(或者說是一個時間點),而Duration表示一個時間段,所以Duration類中不包含now()靜態方法;
- 可以通過Duration.between()方法建立Duration物件:
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); // 表示從 2017-01-05 10:07:00 到 2017-02-05 10:07:00 這段時間
long days = duration.toDays(); // 這段時間的總天數
long hours = duration.toHours(); // 這段時間的小時數
long minutes = duration.toMinutes(); // 這段時間的分鐘數
long seconds = duration.getSeconds(); // 這段時間的秒數
long milliSeconds = duration.toMillis(); // 這段時間的毫秒數
long nanoSeconds = duration.toNanos(); // 這段時間的納秒數
Duration物件還可以通過of()方法建立,該方法接受一個時間段長度,和一個時間單位作為引數:
Duration duration1 = Duration.of(5, ChronoUnit.DAYS); // 5天
Duration duration2 = Duration.of(1000, ChronoUnit.MILLIS); // 1000毫秒
6、Period
Period在概念上和Duration類似,區別在於Period是以年月日來衡量一個時間段,比如2年3個月6天:
Period period = Period.of(2, 3, 6);
Period物件也可以通過between()方法建立,值得注意的是,由於Period是以年月日衡量時間段,所以between()方法只能接收LocalDate型別的引數:
// 2017-01-05 到 2017-02-05 這段時間
Period period = Period.between(
LocalDate.of(2017, 1, 5),
LocalDate.of(2017, 2, 5));
日期的操作和格式化
1、增加和減少日期
Java 8中的日期/時間類都是不可變的,這是為了保證執行緒安全;
新的日期/時間類也提供了方法用於建立物件的可變版本,比如增加一天或者減少一天:
LocalDate date = LocalDate.of(2017, 1, 5); // 2017-01-05
LocalDate date1 = date.withYear(2016); // 修改為 2016-01-05
LocalDate date2 = date.withMonth(2); // 修改為 2017-02-05
LocalDate date3 = date.withDayOfMonth(1); // 修改為 2017-01-01
LocalDate date4 = date.plusYears(1); // 增加一年 2018-01-05
LocalDate date5 = date.minusMonths(2); // 減少兩個月 2016-11-05
LocalDate date6 = date.plus(5, ChronoUnit.DAYS); // 增加5天 2017-01-10
上面例子中對於日期的操作比較簡單,但是有些時候我們要面臨更復雜的時間操作,比如將時間調到下一個工作日,或者是下個月的最後一天,這時候我們可以使用with()方法的另一個過載方法,它接收一個TemporalAdjuster引數,可以使我們更加靈活的調整日期:
LocalDate date7 = date.with(nextOrSame(DayOfWeek.SUNDAY)); // 返回下一個距離當前時間最近的星期日
LocalDate date9 = date.with(lastInMonth(DayOfWeek.SATURDAY)); // 返回本月最後一個星期六
要使上面的程式碼正確編譯,你需要使用靜態匯入TemporalAdjusters物件:
import static java.time.temporal.TemporalAdjusters.*;
TemporalAdjusters類中包含了很多靜態方法可以直接使用,下面的表格列出了一些方法:
方法名 | 描述 |
---|---|
dayOfWeekInMonth | 返回同一個月中每週的第幾天 |
firstDayOfMonth | 返回當月的第一天 |
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 | 返回同一個月中第一個星期幾 |
lastDayOfMonth | 返回當月的最後一天 |
lastDayOfNextMonth | 返回下月的最後一天 |
lastDayOfNextYear | 返回下一年的最後一天 |
lastDayOfYear | 返回本年的最後一天 |
lastInMonth | 返回同一個月中最後一個星期幾 |
next / previous | 返回後一個/前一個給定的星期幾 |
nextOrSame / previousOrSame | 返回後一個/前一個給定的星期幾,如果這個值滿足條件,直接返回 |
如果上面表格中列出的方法不能滿足你的需求,你還可以建立自定義的TemporalAdjuster介面的實現,TemporalAdjuster也是一個函式式介面,所以我們可以使用Lambda表示式:
@FunctionalInterface
public interface TemporalAdjuster {
Temporal adjustInto(Temporal temporal);
}
比如給定一個日期,計算該日期的下一個工作日(不包括星期六和星期天):
LocalDate date = LocalDate.of(2017, 1, 5);
date.with(temporal -> {
// 當前日期
DayOfWeek dayOfWeek = DayOfWeek.of(temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK));
// 正常情況下,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,增加兩天
if (dayOfWeek == DayOfWeek.SATURDAY) {
dayToAdd = 2;
}
return temporal.plus(dayToAdd, ChronoUnit.DAYS);
});
2、格式化日期
新的日期API中提供了一個DateTimeFormatter類用於處理日期格式化操作,它被包含在java.time.format包中,Java 8的日期類有一個format()方法用於將日期格式化為字串,該方法接收一個DateTimeFormatter型別引數:
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
同樣,日期類也支援將一個字串解析成一個日期物件,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"));
3、時區
- Java 8中的時區操作被很大程度上簡化了,新的時區類java.time.ZoneId是原有的java.util.TimeZone類的替代品;
- ZoneId物件可以通過ZoneId.of()方法建立,也可以通過ZoneId.systemDefault()獲取系統預設時區:
ZoneId shanghaiZoneId = ZoneId.of("Asia/Shanghai");
ZoneId systemZoneId = ZoneId.systemDefault();
of()方法接收一個“區域/城市”的字串作為引數,你可以通過getAvailableZoneIds()方法獲取所有合法的“區域/城市”字串:
Set<String> zoneIds = ZoneId.getAvailableZoneIds();
對於老的時區類TimeZone,Java 8也提供了轉化方法:
ZoneId oldToNewZoneId = TimeZone.getDefault().toZoneId();
有了ZoneId,我們就可以將一個LocalDate、LocalTime或LocalDateTime物件轉化為ZonedDateTime物件:
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.of(localDateTime, shanghaiZoneId);
將zonedDateTime列印到控制檯為:
2017-01-05T15:26:56.147+08:00[Asia/Shanghai]
ZonedDateTime物件由兩部分構成,LocalDateTime和ZoneId,其中2017-01-05T15:26:56.147部分為LocalDateTime,+08:00[Asia/Shanghai]部分為ZoneId。
另一種表示時區的方式是使用ZoneOffset,它是以當前時間和世界標準時間(UTC)/格林威治時間(GMT)的偏差來計算,例如:
ZoneOffset zoneOffset = ZoneOffset.of("+09:00");
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
OffsetDateTime offsetDateTime = OffsetDateTime.of(localDateTime, zoneOffset);
4、其他曆法
Java中使用的歷法是ISO 8601日曆系統,它是世界民用曆法,也就是我們所說的公曆。平年有365天,閏年是366天。閏年的定義是:非世紀年,能被4整除;世紀年能被400整除。為了計算的一致性,公元1年的前一年被當做公元0年,以此類推。
此外Java 8還提供了4套其他曆法(很奇怪為什麼沒有漢族人使用的農曆),每套曆法都包含一個日期類,分別是:
- ThaiBuddhistDate:泰國佛教歷
- MinguoDate:中華民國曆
- JapaneseDate:日本歷
- HijrahDate:伊斯蘭曆