概述

在Java8之前, 我們一般都是使用 SimpleDateFormat 來解析和格式化日期時間, 但它是執行緒不安全的。

    @Test
    public void test() {
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmmss");
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executorService.execute(() -> {
                try {
                    Date date = sdf.parse("20191103091515");
                    System.out.println(date.toString());
                } catch (ParseException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        executorService.shutdown();
    }

多次執行上面這段程式, 會報不同的異常, 下面是其中的一種

Exception in thread "pool-1-thread-2" Exception in thread "pool-1-thread-4" Exception in thread "pool-1-thread-3" java.lang.NumberFormatException: empty String
    at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1842)
    at sun.misc.FloatingDecimal.parseDouble(FloatingDecimal.java:110)
    at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:538)
    at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:169)
    at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2089)
    at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1867)
    at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514)
    at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364)
    at com.java8.action.Demo.lambda$test$0(Demo.java:25)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

原因也很簡單, 檢視一下原始碼, 發現 SimpleDateFormat 類繼承了父類 DateFormat 的成員變數  protected Calendar calendar; , 而Calendar 類沒有被 final 修飾, 是可以被修改的。

回到上面這個問題, 看一下 SimpleDateFormat 的解析日期時間的API

進入 establish() 方法裡面看一下

到此, 已經基本明瞭, 因為每次 SimpleDateFormat 解析日期時間都會清空一下它的成員變數 calendar 的值, 所以當多個執行緒併發訪問同一個 SimpleDateformat 時, 就會有執行緒不安全問題。

解決方式也很簡單, 你可以使用 ThreadLocal 類存放 SimpleDateFormat 物件, 讓每個執行緒擁有自己的SimpleDateFormat物件。

    /**Map鍵對應不同的解析規則字串, 比如yyyyMMdd*/
    private static Map<String, ThreadLocal<SimpleDateFormat>> tl = new HashMap<>();

回到我們今天的主題, 在Java8中引入了新的日期和時間API, 這也是下面要介紹的內容。

新的日期時間類都被 final 修飾, 不存在想上面介紹的老版本API的執行緒不安全問題。

LocalDate、LocalTime和LocalDateTime

LocalDate和LocalTime, LocalDateTime 提供了許多靜態工廠方法來建立它們的例項物件, 並且這三者之間可以很方便的互相進行型別轉換。

    @Test
    public void test() {
        //靜態方法建立物件
        LocalDate ld = LocalDate.of(2019, 10, 3);
        System.out.println(ld.getYear() + "\t" + ld.getMonth() + "\t" + ld.getDayOfMonth() + "\t" + ld.getDayOfWeek() + "\t" + ld.lengthOfMonth() + "\t" + ld.isLeapYear());//result: 2019    OCTOBER    3    THURSDAY    31    false
        LocalDate now = LocalDate.now();
        System.out.println(now.get(ChronoField.YEAR) + "\t" + now.get(ChronoField.MONTH_OF_YEAR) + "\t" + now.get(ChronoField.DAY_OF_MONTH));//result: 2019    11    3

        LocalTime lt = LocalTime.of(20, 44, 12);
        System.out.println(lt.getHour() + "\t" + lt.getMinute() + "\t" + lt.getSecond());//result: 20    44    12
        //解析字串
        LocalDate ld2 = LocalDate.parse("2019-10-05");//預設格式: yyyy-MM-dd
        System.out.println(ld2.toString());//result: 2019-10-05
        LocalTime lt2 = LocalTime.parse("20:42:12.828");//預設格式: HH:mm:ss.SSS
        System.out.println(lt2.toString());//result: 20:42:12.828
        //互相進行型別轉換
        LocalDateTime ldt = LocalDateTime.of(2019, 10, 5, 21, 12, 10, 888).atZone(ZoneId.of("Asia/Shanghai")).toLocalDateTime();
        LocalDateTime ldt2 = LocalDateTime.of(ld2, lt2);// 2019-10-05T20:42:12.828
        LocalDateTime ldt3 = ld2.atTime(10, 10, 10);// 2019-10-05T10:10:10
        LocalDateTime ldt4 = ld2.atTime(lt2);
        LocalDateTime ldt5 = lt2.atDate(ld2);
        LocalDateTime ldt6 = LocalDateTime.parse("2019/10/05 20:20:20.888", DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss.SSS"));
        LocalDate ld6 = ldt6.toLocalDate();
        LocalTime lt6 = ldt6.toLocalTime();
    }

Instant

Instant對時間的建模方式是以UTC時區的1970年1月1日午夜時分開始所經歷的秒數進行計算，它不包含時區資訊。Instant類是為了方便計算機處理日期和時間而設計的。

 Instant.now().toEpochMilli()  可以獲取當前時間的時間戳, 另外, Instant 提供了類似 ofEpochMilli() 的方法根據某個時間戳獲取 Instant 例項, isBefore()和isAfter() 則用來比較兩個 Instant 的大小

    @Test
    public void test2() {
        long milli = Instant.now().toEpochMilli();//獲取當前時間戳
        Instant instant = Instant.ofEpochMilli(1572749169937L);//根據某個時間戳獲取Instant例項
        Instant instant2 = instant.minusSeconds(1000L);
        System.out.println(instant.isAfter(instant2));//true
    }

Duration和Period

Duration 物件用秒和納秒來衡量時間的長短，如果想要對多個時間物件進行日期運算，可以用 Period 類

    @Test
    public void test3() {
        Duration d1 = Duration.between(LocalDateTime.of(2019, 10, 7, 15, 55, 55, 888), LocalDateTime.now());
        Duration d2 = Duration.between(LocalTime.of(17, 55, 10), LocalTime.now());
        Duration d3 = Duration.between(Instant.ofEpochMilli(1570544602000L), Instant.now());
        System.out.println(d3.toHours());// 612
        //Duration物件用秒和納秒來衡量時間的長短，所以入參不能使用LocalDate型別, 否則拋UnsupportedTemporalTypeException: Unsupported unit: Seconds
        //Duration.between(LocalDate.of(2019, 10, 7), LocalDate.now());

        //如果想要對多個時間物件進行日期運算，可以用Period
        Period p1 = Period.between(LocalDate.of(2018, 8, 30), LocalDate.now());
        System.out.println(p1.getYears() + "\t" + p1.getMonths() + "\t" + p1.getDays());// 1    2    4
        //工廠方法介紹
        Duration threeMinutes = Duration.ofMinutes(3);
        threeMinutes = Duration.of(3, ChronoUnit.MINUTES);
        Period tenDays = Period.ofDays(10);
        Period threeWeeks = Period.ofWeeks(3);
        Period twoYearsSixMonthsOneDay = Period.of(2, 6, 1);
    }

Temporal介面

LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Instant類都實現了 Temporal 介面，有很多通用的處理日期和時間的方法，比如plus(), minus(), with()

    @Test
    public void test4() {
        LocalDate ld = LocalDate.of(2019, 10, 7);
        //修改時間物件的某個屬性值,返回一個新的物件
        LocalDate ld2 = ld.withDayOfYear(365);//2019-12-31
        LocalDate ld3 = ld.withDayOfMonth(18);//2019-10-18
        LocalDate ld4 = ld.with(ChronoField.MONTH_OF_YEAR, 8);//2019-08-07
        //對時間物件進行加減運算
        LocalDate ld5 = ld.plusWeeks(2L);//2019-10-21
        LocalDate ld6 = ld.minusYears(9L);//2010-10-07
        LocalDate ld7 = ld.plus(Period.ofMonths(2));//2019-12-07
        LocalDate ld8 = ld.plus(2L, ChronoUnit.MONTHS);//2019-12-07

        LocalTime lt = LocalTime.parse("10:10:10.888");
        LocalTime lt1 = lt.plus(Duration.ofHours(2L));//12:10:10.888
        LocalTime lt2 = lt.plus(120L, ChronoUnit.MINUTES);//12:10:10.888
    }

TemporalAdjuster介面

TemporalAdjuster 類提供了更多對日期定製化操作的功能, 諸如將日期調整到下個工作日、本月的最後的一天、今年的第一天等等。

    @Test
    public void test5() {
        LocalDate ld = LocalDate.of(2019, 10, 7);
        LocalDate ld1 = ld.with(TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.FRIDAY));//2019-10-11
        LocalDate ld2 = ld.with(TemporalAdjusters.nextOrSame(DayOfWeek.MONDAY));//2019-10-07
        LocalDate ld3 = ld.with(TemporalAdjusters.firstDayOfNextMonth());//2019-11-01

        //自定義TemporalAdjuster, 來計算下一個工作日所在的日期
        LocalDate ld4 = LocalDate.of(2019, 10, 11).with(temporal -> {
            DayOfWeek now = DayOfWeek.of(temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK));
            long dayToAdd = now.equals(DayOfWeek.FRIDAY) ? 3L : now.equals(DayOfWeek.SATURDAY) ? 2L : 1L;
            return temporal.plus(dayToAdd, ChronoUnit.DAYS);
        });//2019-10-14
        //對於經常複用的相同操作，可以將邏輯封裝一個類中
        TemporalAdjuster temporalAdjuster = TemporalAdjusters.ofDateAdjuster(temporal -> {
            DayOfWeek now = DayOfWeek.of(temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK));
            long dayToAdd = now.equals(DayOfWeek.FRIDAY) ? 3L : now.equals(DayOfWeek.SATURDAY) ? 2L : 1L;
            return temporal.plus(dayToAdd, ChronoUnit.DAYS);
        });
    }

DateTimeFormatter

DateTimeFormatter 用於進行可定製的日期時間格式化, 功能相當於以前的 SimpleDateFormat 類

    @Test
    public void test6() {
        //日期轉字串
        LocalDate ld = LocalDate.of(2019, 10, 7);
        String s1 = ld.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);//20191007
        String s2 = ld.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);//2019-10-07
        //字串轉日期
        LocalDateTime ld1 = LocalDateTime.parse("2019-10-07 22:22:22.555", DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS"));
    }

ZoneId時區

ZoneId 是老版本的 TimeZone 的替代品, ZonedDateTime 代表了相對於指定時區的時間點

    @Test
    public void test7() {
        //LocalDate、LocalDateTime、Instant 轉 ZonedDateTime
        ZonedDateTime zdt1 = LocalDate.of(2019, 10, 7).atStartOfDay(ZoneId.systemDefault());
        ZonedDateTime zdt2 = LocalDateTime.of(2019, 10, 7, 15, 55, 55, 888).atZone(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
        ZonedDateTime zdt3 = Instant.now().atZone(ZoneId.of("Asia/Yerevan"));

        //Instant轉LocalDateTime
        LocalDateTime ldt1 = LocalDateTime.ofInstant(Instant.now(), ZoneId.systemDefault());
        //下面的兩個栗子介紹了ZoneOffset，他是利用和 UTC/格林尼治時間的固定偏差計算時區，但不推薦使用，因為ZoneOffset並未考慮任何夏令時的影響
        LocalDateTime ldt2 = LocalDateTime.ofInstant(Instant.now(), ZoneOffset.of("+8"));
        //LocalDateTime轉Instant
        Instant instant = LocalDateTime.of(2019, 10, 7, 15, 55, 55).toInstant(ZoneOffset.of("+4"));
    }

參考資料

Java8 實戰

SimpleDateFormat執行緒不安全及解決辦法

Java進階（七）正確理解Thread Local的原理與適用場景

作者：張小凡
出處：https://www.cnblogs.com/qingshanli/
本文版權歸作者和部落格園共有，歡迎轉載，但未經作者同意必須保留此段宣告，且在文章頁面明顯位置給出原文連線，否則保留追究法律責任的權利。如果覺得還有幫助的話，可以點一下右下角的【推薦】。