Java 8 Time API

Java 8 系列文章 持续更新中
日期时间API 也是Java 8重要的更新之一，Java从一开始就缺少一致的日期和时间方法，Java 8 Date Time API是Java核心API的一个非常好的补充。
为什么需要新的日期时间API

Java中现有的与日期和时间相关的类存在一些问题：

• 日期时间类的定义不一致，在java.util和java.sql包中都有Date类。同样，格式化和解析类是在java.text包中定义的。
  
• java.util.Date同时包含日期和时间值，而java.sql.Date只包含日期值，把它放在java.sql包中是没有意义的。而且这两个类的名称相同，这本身就是一个非常糟糕的设计。
  
• 没有为时间、时间戳、格式化和解析明确定义的类。我们有java.text.DateFormat抽象类用于解析和格式化，通常使用SimpleDateFormat类解析和格式化。
  
• 所有Date类都是可变的，所以它们不是线程安全的，这也是JavaDate和Calendar类最大的问题之一。
  
• Date类不提供国际化，不支持时区。虽然引入了java.util.Calendar和java.util.TimeZone，但是它们也存在上面的问题。
  

在Date和Calendar类中定义的方法还有一些其他的问题，但是上面的问题清楚地表明，Java中需要一个健壮的日期时间API。这就是为什么 Joda Time 可以成为Java 日期时间高质量的替代品。
Java 8日期时间设计原则

Java 8日期时间API是基于 JSR-310 规范实现的。目的是为了解决遗留日期时间实现中的所有缺陷。新的日期时间API的一些设计原则如下:

• 不变性：新的日期时间API中的所有类都是不可变的，适用于多线程环境。
  
• 关注点分离：新的日期时间API明确区分了人类可读的日期、时间和机器时间(Unix时间戳)，它为Date、Time、DateTime、Timestamp、Timezone 等定义单独的类。
  
• 清晰性：所有的类中都清晰地定义了方法，并执行相同的操作。例如，要获取当前时间实例可以用now()方法，在所有这些类中都定义了format()和parse()方法，而不是为它们单独定义一个类。
  所有类都使用工厂模式和策略模式来更好地操作。一旦您使用了其中一个类中的方法，使用其他类并不困难。
  
• 实用的操作：所有新的日期时间API类都常见的方法，比如加、减、格式化、解析、在日期/时间中获取单独的部分等等。
  
• 可扩展：新的日期时间API可以在ISO-8601日历系统上工作，但是我们也可以在其他非ISO日历上使用它。
  

Java 8日期时间API的包

Java8日期时间API由以下包组成。

• java.time：这是Java 8日期时间API的基本包。所有主要的基类都是这个包的一部分，例如LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Instant、Period、Duration等。所有这些类都是不可变的和线程安全的。大多数情况下，这些类足以处理常见的需求。
  
• java.time.chrono：这个包为非ISO日历系统定义了通用API。我们可以扩展AbstractChronology类来创建我们自己的日历系统。
  
• java.time.format：这个包包含用于格式化和解析日期时间对象的类。大多数时候我们不会直接使用它们，因为java.time包中的日期时间类已经提供了格式化和解析方法。
  
• java.time.temporal：这个包包含temporal对象，我们可以使用它来找出与日期/时间对象相关的特定日期或时间。例如，我们可以使用它们来查找一个月的第一天或最后一天。您可以很容易地识别这些方法，因为它们的格式总是withXXX。
  
• java.time.zone：这个包包含用于支持不同时区及其规则的类。
  

Java 8日期时间API类的示例

下面通过一些日期时间API类的示例，来更好的了解Java 8日期时间API
1.LocalDate

LocalDate是一个不可变的日期类，它以yyyy-MM-dd的默认格式表示日期。可以使用now()方法来获取当前日期，还可以提供年、月和日期的输入参数来创建LocalDate实例。
这个类为now()提供了一个重载方法，在这里可以传递ZoneId来获取特定时区中的日期。这个类提供了与java.sql.Date相同的功能。

1. // 当前日期
2. LocalDate today = LocalDate.now();
3. System.out.println("当前日期=" + today);
5. // 通过提供年月日参数创建日期
6. LocalDate nowYear_1024 = LocalDate.of(2022, Month.OCTOBER, 24);
7. System.out.println("参数日期=" + nowYear_1024);
9. // 通过时区获取当前日期
10. LocalDate todayShanghai = LocalDate.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
11. System.out.println("当前日期（CTT）=" + todayShanghai);
13. // 从纪元日（1970-01-01）开始的第多少天
14. LocalDate dateFromBase = LocalDate.ofEpochDay(365);
15. System.out.println("1970-01-01的第365天= " + dateFromBase);
17. // 某年的第多少天
18. LocalDate hundredDay2022 = LocalDate.ofYearDay(2022, 100);
19. System.out.println("2022年的第100天=" + hundredDay2022);

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运行之后结果如下：

1. 当前日期=2022-10-26
2. 特殊日期=2022-10-24
3. 当前日期（CTT）=2022-10-26
4. 1970-01-01的第365天= 1971-01-01
5. 2022年的第100天=2022-04-10

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2.LocalTime

LocalTime是一个不可变的时间类，它以HH:mm:ss.SSS的默认格式表示时间。与LocalDate一样，这个类提供了时区支持，并可以通过传递小时、分钟和秒作为输入参数来创建实例。

1. // 当前时间
2. LocalTime time = LocalTime.now();
3. System.out.println("当前时间=" + time);
5. // 通过提供时分秒参数创建日期
6. LocalTime specificTime = LocalTime.of(12, 20, 25, 40);
7. System.out.println("参数时间=" + specificTime);
9. // 通过时区获取当前时间
10. LocalTime timeShanghai = LocalTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
11. System.out.println("当前时间（CTT）=" + timeShanghai);
13. // 从纪元日开始的第多少秒
14. LocalTime specificSecondTime = LocalTime.ofSecondOfDay(100);
15. System.out.println("从纪元日开始的第100秒=" + specificSecondTime);

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运行之后结果如下：

1. 当前时间=15:39:18.948
2. 参数时间=12:20:25.000000040
3. 当前时间（CTT）=15:39:18.949
4. 从0开始的第100秒=00:01:40

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3.LocalDateTime

LocalDateTime是一个不可变的日期时间类，它以yyyy-MM-ddTHH:mm:ss.SSS的默认格式表示时间日期。它提供了一个工厂方法，该方法使用LocalDate和LocalTime作为参数创建LocalDateTime实例。

1. // 当前日期时间
2. LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
3. System.out.println("当前日期时间=" + now);
5. // 通过提供LocalDate和LocalTime参数创建日期时间
6. now = LocalDateTime.of(LocalDate.now(), LocalTime.now());
7. System.out.println("当前日期时间=" + now);
9. // 通过提供年月日时分秒参数创建日期时间
10. LocalDateTime specificTime = LocalDateTime.of(2022, Month.OCTOBER, 24, 10, 24, 24);
11. System.out.println("参数日期时间=" + specificTime);
13. // 通过时区获取当前日期时间
14. LocalDateTime todayKolkata = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
15. System.out.println("当前日期时间（CTT）=" + todayKolkata);
17. // 从纪元日开始的第多少秒
18. LocalDateTime dateFromBase = LocalDateTime.ofEpochSecond(100, 0, ZoneOffset.UTC);
19. System.out.println("从纪元日开始的第100秒= " + dateFromBase);

复制代码

运行之后结果如下：

1. 当前日期时间=2022-10-26T15:51:59.070
2. 当前日期时间=2022-10-26T15:51:59.071
3. 参数日期时间=2022-10-24T10:24:24
4. 当前日期时间（CTT）=2022-10-26T15:51:59.071
5. 从纪元日开始的第100秒=1970-01-01T00:01:40

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注意：以上例子通过输入参数创建实例时，如果输入了无效的参数name将会抛出java.time.DateTimeException
4.Instant

instant类用于处理机器可读的时间格式。instant类将日期时间存储在unix时间戳中。

1. // 当期时间戳
2. Instant timestamp = Instant.now();
3. System.out.println("当期时间戳= "+timestamp);
5. // 从纪元日开始的第多少毫秒
6. Instant specificTime = Instant.ofEpochMilli(timestamp.toEpochMilli());
7. System.out.println("从纪元日开始="+specificTime);

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运行之后结果如下：

1. 当期时间戳=2022-10-26T08:08:40.429Z
2. 从纪元日开始=2022-10-26T08:08:40.429Z

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Java8日期时间API类的实用方法

大多数日期时间类都会提供各种实用方法，例如加/减天数、周数、月数等。还有一些其他实用方法可以使用时间调整器TemporalAdjuster调整日期，并计算两个日期之间的时间段。

1. LocalDate today = LocalDate.now();
3. //获取年份，判断年份是否是闰年
4. System.out.println("Year "+today.getYear()+" is Leap Year? "+today.isLeapYear());
6. //比较两个时间
7. System.out.println("Today is before 01/01/2023? "+today.isBefore(LocalDate.of(2023,1,1)));
9. //通过LocalDate创建LocalDateTime
10. System.out.println("Current Time="+today.atTime(LocalTime.now()));
12. //加减操作
13. System.out.println("10 days after today will be "+today.plusDays(10));
14. System.out.println("3 weeks after today will be "+today.plusWeeks(3));
15. System.out.println("20 months after today will be "+today.plusMonths(20));
17. System.out.println("10 days before today will be "+today.minusDays(10));
18. System.out.println("3 weeks before today will be "+today.minusWeeks(3));
19. System.out.println("20 months before today will be "+today.minusMonths(20));
21. //时间调整器调整时间
22. System.out.println("First date of this month= "+today.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth()));
23. LocalDate lastDayOfYear = today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfYear());
24. System.out.println("Last date of this year= "+lastDayOfYear);
26. Period period = today.until(lastDayOfYear);
27. System.out.println("Period Format= "+period);
28. System.out.println("Months remaining in the year= "+period.getMonths());

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运行之后结果如下：

1. Year 2022 is Leap Year? false
2. Today is before 01/01/2023? true
3. Current Time=2022-10-26T16:25:04.740
4. 10 days after today will be 2022-11-05
5. 3 weeks after today will be 2022-11-16
6. 20 months after today will be 2024-06-26
7. 10 days before today will be 2022-10-16
8. 3 weeks before today will be 2022-10-05
9. 20 months before today will be 2021-02-26
10. First date of this month= 2022-10-01
11. Last date of this year= 2022-12-31
12. Period Format= P2M5D
13. Months remaining in the year= 2

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Java8日期时间的解析和格式化

经常用到的操作有：将日期时间格式化为不同格式String，解析String以获得日期时间对象。

1. // 格式化
2. LocalDate date = LocalDate.now();
3. // 默认格式
4. System.out.println("Default format of LocalDate=" + date);
5. // 自定义格式
6. System.out.println(date.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日")));
7. System.out.println(date.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE));
10. LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
11. // 默认格式
12. System.out.println("Default format of LocalDateTime=" + dateTime);
13. // 自定义格式
14. System.out.println(dateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日HH时mm分ss秒")));
15. System.out.println(dateTime.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE));
17. Instant timestamp = Instant.now();
18. // 默认格式
19. System.out.println("Default format of Instant=" + timestamp);
21. // 解析
22. LocalDateTime dt = LocalDateTime.parse("2022年10月24日10时24分24秒",
23.         DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日HH时mm分ss秒"));
24. System.out.println("Default format after parsing = " + dt);

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运行之后结果如下：

1. Default format of LocalDate=2022-10-26
2. 2022年10月26日
3. 20221026
4. Default format of LocalDateTime=2022-10-26T16:37:51.300
5. 2022年10月26日16时37分51秒
6. 20221026
7. Default format of Instant=2022-10-26T08:37:51.301Z
8. Default format after parsing = 2022-10-24T10:24:24

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对遗留日期时间的支持

遗留日期/时间类几乎在所有应用程序中都使用，因此必须有向下兼容。这就是为什么我们可以通过一些实用方法将遗留类转换为新类，反之亦然。

1. //Date转Instant
2. Instant timestamp = new Date().toInstant();
3. //Instant转LocalDateTime
4. LocalDateTime date = LocalDateTime.ofInstant(timestamp,
5.         ZoneId.of(ZoneId.SHORT_IDS.get("CTT")));
6. System.out.println("Date = " + date);
8. //Calendar转Instant
9. Instant time = Calendar.getInstance().toInstant();
10. System.out.println(time);
11. //TimeZone转ZoneId
12. ZoneId defaultZone = TimeZone.getDefault().toZoneId();
13. System.out.println(defaultZone);
15. //ZonedDateTime from specific Calendar
16. ZonedDateTime gregorianCalendarDateTime = new GregorianCalendar().toZonedDateTime();
17. System.out.println(gregorianCalendarDateTime);
19. //Date API to Legacy classes
20. Date dt = Date.from(Instant.now());
21. System.out.println(dt);
23. TimeZone tz = TimeZone.getTimeZone(defaultZone);
24. System.out.println(tz);
26. GregorianCalendar gc = GregorianCalendar.from(gregorianCalendarDateTime);
27. System.out.println(gc);

复制代码

运行之后结果如下：

1. Date = 2022-10-26T16:47:38.329
2. 2022-10-26T08:47:38.429Z
3. Asia/Shanghai
4. 2022-10-26T16:47:38.455+08:00[Asia/Shanghai]
5. Wed Oct 26 16:47:38 CST 2022
6. sun.util.calendar.ZoneInfo[id="Asia/Shanghai",offset=28800000,dstSavings=0,useDaylight=false,transitions=31,lastRule=null]
7. java.util.GregorianCalendar[time=1666774058455,areFieldsSet=true,areAllFieldsSet=true,lenient=true,zone=sun.util.calendar.ZoneInfo[id="Asia/Shanghai",offset=28800000,dstSavings=0,useDaylight=false,transitions=31,lastRule=null],firstDayOfWeek=2,minimalDaysInFirstWeek=4,ERA=1,YEAR=2022,MONTH=9,WEEK_OF_YEAR=43,WEEK_OF_MONTH=4,DAY_OF_MONTH=26,DAY_OF_YEAR=299,DAY_OF_WEEK=4,DAY_OF_WEEK_IN_MONTH=4,AM_PM=1,HOUR=4,HOUR_OF_DAY=16,MINUTE=47,SECOND=38,MILLISECOND=455,ZONE_OFFSET=28800000,DST_OFFSET=0]

复制代码

可以看到，遗留的TimeZone和GregorianCalendar类toString()方法过于冗长，对用户不友好。

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