内容简介:Java 8新特性(四):新的时间和日期API
本文首发于一书生VOID的博客。 原文链接: Java 8新特性(四):新的时间和日期API
Java 8另一个新增的重要特性就是引入了新的时间和日期API,它们被包含在 java.time
包中。借助新的时间和日期API可以以更简洁的方法处理时间和日期。
在介绍本篇文章内容之前,我们先来讨论 Java 8为什么要引入新的日期API,与之前的时间和日期处理方式有什么不同?
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:
- Java的
java.util.Date
和java.util.Calendar
类易用性差,不支持时区,并且是可变的,也就意味着他们都不是线程安全的; - 用于格式化日期的类
DateFormat
被放在java.text
包中,它是一个抽象类,所以我们需要实例化一个SimpleDateFormat
对象来处理日期格式化,并且DateFormat
也是非线程安全,这意味着如果你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。 - 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,这意味着从
Calendar
中获取的月份需要加一才能表示当前月份。
由于以上这些问题,出现了一些三方的日期处理框架,例如Joda-Time,data4j等开源项目。但是,Java需要一套标准的用于处理时间和日期的框架,于是Java 8中引入了新的日期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。
Java 8日期/时间类
Java 8的日期和时间类包含 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。
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();
LocalTime
和 LocalDate
类似,他们之间的区别在于 LocalDate
不包含具体时间,而 LocalTime
包含具体时间,例如:
LocalTime localTime = LocalTime.of(17, 23, 52); // 初始化一个时间:17:23:52 int hour = localTime.getHour(); // 时:17 int minute = localTime.getMinute(); // 分:23 int second = localTime.getSecond(); // 秒:52
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();
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:
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 |
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"));
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]
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);
由于它们都继承 ChronoLocalDate
类,所以在不知道具体历法情况下,可以通过 ChronoLocalDate
类操作日期:
Chronology jpChronology = Chronology.ofLocale(Locale.JAPANESE); ChronoLocalDate jpChronoLocalDate = jpChronology.dateNow();
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。
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