【小家java】java8新特性之---全新的日期、时间API（完全实现了JSR 310规范）

Java8之前的日期、时间现状

Tiago Fernandez做了一个很有意思的投票,统计对Java API的不满意程度，最终Java Date/Time/Calendar API被评为最烂API第二名（第一为XML/DOM）。

Java三次引入处理时间的API，JDK1.0中包含了一个Date类，但大多数方法在java1.1引入Calendear类之后被弃用了。
它的实例都是可变的，而且它的API很难使用，比如月份是从0开始这种反人类的设置。不止如此，还有如下的一些使用不方便的地方

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其实JSR310的规范领导者Stephen Colebourne，同时也是Joda-Time的创建者，JSR310是在Joda-Time的基础上建立的，参考了绝大部分的API，但并不是说JSR310=JODA-Time，还是有好些区别的

• Java的日期/时间类的定义并不一致，在java.util和java.sql的包中都有日期累，此外用于格式化和解析的类在java.text包中定义。
• Java 8之前老版的 java.util.Date 类以及其他用于建模日期时间的类有很多不一致及 设计上的缺陷，包括易变性以及糟糕的偏移值、默认值和命名
• java.util.Date同时包含日期和时间，而java.sql.Date仅包含日期，将其纳入java.sql并不合理。

 public static void main(String[] args) {
         java.util.Date date = new Date(System.currentTimeMillis());
         java.sql.Date sqlDate = new java.sql.Date(System.currentTimeMillis());
         System.out.println(date); //Sat Aug 04 10:35:40 CST 2018
         System.out.println(sqlDate); //2018-08-04
    }

• 对于时间、时间戳、格式化以及解析，并没有明确定义的类。对于格式化和解析的需求，有java.text.DateFormat抽象类，但通常情况下，SimpleDateFormat类被用于此类需求（关键是它还不是线程安全的）。
• 日期类国际化支持的并不是很好

关于日期定义的一些常识

现实生活的世界里，时间是不断向前的，如果向前追溯时间的起点，可能是宇宙出生时，又或是是宇宙出现之前， 但肯定是我们目前无法找到的，我们不知道现在距离时间原点的精确距离。所以我们要表示时间， 就需要人为定义一个原点。

原点被规定为，格林威治时间(GMT)1970年1月1日的午夜 为起点,之于为啥是GMT时间，大概是因为本初子午线在那的原因吧。

Java8中日期、时间类的概述

Java8时间API最重要的几个类：

所有类都实现了 Temporal 接口， Temporal 接口定义了如何读取和操纵

java8引入了一套全新的时间日期API。java.time包中的是类是不可变且线程安全的。新的时间及日期API位于java.time中，下面是一些关键类
●Instant——它代表的是时间戳（另外可参考Clock类）
●LocalDate——不包含具体时间的日期，比如2014-01-14。它可以用来存储生日，周年纪念日，入职日期等。
●LocalTime——它代表的是不含日期的时间
●LocalDateTime——它包含了日期及时间，不过还是没有偏移信息或者说时区。
●ZonedDateTime——这是一个包含时区的完整的日期时间还有时区，偏移量是以UTC/格林威治时间为基准的。
●Timezones——时区。在新API中时区使用ZoneId来表示。时区可以很方便的使用静态方法of来获取到。 时区定义了到UTS时间的时间差，在Instant时间点对象到本地日期对象之间转换的时候是极其重要的。

Java8日期、时间API特点和使用的设计模式

• 不变性：新的日期/时间API中，所有的类都是不可变的，这对多线程环境有好处。
• 关注点分离（这点个人认为在设计中非常非常重要）：新的API将人可读的日期时间和机器时间（unix timestamp）明确分离，它为日期（Date）、时间（Time）、日期时间（DateTime）、时间戳（unix timestamp）以及时区定义了不同的类。
• 清晰：在所有的类中，方法都被明确定义用以完成相同的行为。举个例子，要拿到当前实例我们可以使用now()方法，在所有的类中都定义了format()和parse()方法，而不是像以前那样专门有一个独立的类。为了更好的处理问题，所有的类都使用了工厂模式和策略模式（策略模式在设计一整套东西的时候，特别有效，可以对开发者友好），一旦你使用了其中某个类的方法，与其他类协同工作并不困难。
• 实用操作（相当于很多工具方法，不再需要我们自己封装了）：所有新的日期/时间API类都实现了一系列方法用以完成通用的任务，如：加、减、格式化、解析、从日期/时间中提取单独部分，等等。
• TemporalAdjuster 让你能够用更精细的方式操纵日期，不再局限于一次只能改变它的 一个值，并且你还可按照需求定义自己的日期转换器

Java8日期、时间API包介绍

• java.time包：这是新的Java日期/时间API的基础包，所有的主要基础类都是这个包的一部分，如：LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, Instant, Period, Duration等等。所有这些类都是不可变的和线程安全的，在绝大多数情况下，这些类能够有效地处理一些公共的需求。
• java.time.chrono包：这个包为非ISO的日历系统定义了一些泛化的API，我们可以扩展AbstractChronology类来创建自己的日历系统。
• java.time.format包：这个包包含能够格式化和解析日期时间对象的类，在绝大多数情况下，我们不应该直接使用它们，因为java.time包中相应的类已经提供了格式化和解析的方法。
• java.time.temporal包：这个包包含一些时态对象，我们可以用其找出关于日期/时间对象的某个特定日期或时间，比如说，可以找到某月的第一天或最后一天。你可以非常容易地认出这些方法，因为它们都具有“withXXX”的格式。
• java.time.zone包：这个包包含支持不同时区以及相关规则的类

Java8常用的类介绍

Instant和Clock

Instant它是精确到纳秒的（而不是象旧版本的Date精确到毫秒，System.nanoTime是精确到纳秒级别了）,如果使用纳秒去表示一个时间则原来使用一位Long类型是不够的，需要占用更多一点的存储空间,所以它内部是用两个字段去存储的。第一个部分保存的是自标准Java计算时代（就是1970年1月1日开始）到现在的秒数，第二部分保存的是纳秒数（永远不会超过999,999,999）

在新的时间API中，Instant表示一个精确的时间点，Duration和Period表示两个时间点之间的时间量（所以我们比较两个时间差，用新API更方便了，后面会有示例）。
Instant表示一个精确的时间，时间数轴就是由无数个时间点组成，数轴的原点就是上面提 到的1970-1-1 00:00:00，Instant由两部分组成，一是从原点开始到指定时间点的秒数s（用long存储）， 二是距离该秒数s的纳秒数（用int存储）。源码：

private static final long MIN_SECOND = -31557014167219200L;
private static final long MAX_SECOND = 31556889864403199L;
//还定义了两个最大、最小时间的常量，我们以后可以直接使用
public static final Instant MIN = Instant.ofEpochSecond(MIN_SECOND, 0);
public static final Instant MAX = Instant.ofEpochSecond(MAX_SECOND, 999_999_999);
//引用一个long和一个int来存储秒和距离秒的纳秒
private final long seconds;
private final int nanos;
//我们会发现 now的底层，调用的其实是Clock的方法
public static Instant now() {
   return Clock.systemUTC().instant();
}
//策略模式，自带parse方法，把字符串解析成Instant
public static Instant parse(final CharSequence text) {
        return DateTimeFormatter.ISO_INSTANT.parse(text, Instant::from);
    }
//优雅的比较方案：
 public boolean isAfter(Instant otherInstant) {
     return compareTo(otherInstant) > 0;
 }
 public boolean isBefore(Instant otherInstant) {
     return compareTo(otherInstant) < 0;
 }

下面看获取当前时间戳的几个方法：

  public static void main(String[] args) {
        Instant now = Instant.now();
        System.out.println(now); //2018-08-04T06:35:59.354Z
        System.out.println(now.getEpochSecond()); //1533364559
        System.out.println(now.getNano()); //354000000

        //下面是几种获取时间戳(毫秒值)的方法 推荐使用高逼格的toEpochMilli()去做
        System.out.println(now.toEpochMilli());
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        System.out.println(new Date().getTime());
    }
还有一些对plus、minus、isAfter、isBefore等方法，此处不做多余讲解

下面介绍两个比较实用的方法：

public static void main(String[] args) {
        //自带的解析 若需要自定义格式，可以这么来
        Instant temp =Instant.parse("2007-12-03T10:15:30.00Z");

        Instant now = Instant.now();
        Instant instant = now.plusSeconds(TimeUnit.HOURS.toSeconds(25));
        //希望得到两个时间戳，他们相隔了几个小时、几天、几个月？
        System.out.println(now.until(instant,ChronoUnit.HOURS)); //25
        System.out.println(now.until(instant,ChronoUnit.DAYS)); //1（这里显示1不是2哦）
        System.out.println(instant.until(now,ChronoUnit.HOURS)); //-25（注意，这里是负数哦）
    }

以前我们要统计一段程序的运行时间，现在可以采用这种优雅的方式了

Instant start = Instant.now();
doSomething();
Instant end = Instant.now();
//计算时间差 采用Duration来处理时间戳的差
Duration timeElapsed = Duration.between(start, end);
long millis = timeElapsed.toMillis();
System.out.println("millis = " + millis);

大概300年的纳秒值会导致long值溢出。所以毫秒值用long存储，永远都不会溢出

java.time.Duration表示一段时间。所以像电影持续多久，要做同步字幕的话，用这个类可以很好的解决问题。Duration可以进行multipliedBy()乘法和dividedBy()除法运算。negated()做取反运算，即1.2秒取反后为-1.2秒。

简单的说下clock：时钟提供给我们用于访问某个特定 时区的 瞬时时间、日期 和 时间的。

Clock c1 = Clock.systemUTC(); //系统默认UTC时钟（当前瞬时时间 System.currentTimeMillis()）

//这么来会采用系统默认的时区
Clock c2 = Clock.systemDefaultZone(); //系统默认时区时钟（当前瞬时时间）

//输出那两个能看到效果
System.out.println(c1); //SystemClock[Z]  这个其实用得最多
System.out.println(c2); //SystemClock[Asia/Shanghai]

//可以获取到和时区敏感的对象
Clock c3 = Clock.system(ZoneId.of("Europe/Paris")); //巴黎时区
Clock c5 = Clock.offset(c1, Duration.ofSeconds(2)); //相对于系统默认时钟两秒的时钟

LocalDate(本地日期)

上面介绍的Instant是一个绝对的准确时间点，是人类不容易理解的时间，现在介绍人类使用的时间。

API的设计者推荐使用不带时区的时间，除非真的希望表示绝对的时间点。

可以使用静态方法now()和of()创建LocalDate。

public static void main(String[] args) {
        //获取当前日期
        LocalDate now = LocalDate.now();
        //2017-01-01
        LocalDate newYear = LocalDate.of(2017, 1, 1);
        System.out.println(now); //2018-08-04
        System.out.println(newYear); //2017-01-01
    }
//显然，内置很多plus、minus的基本计算。with方法相当于修改，但返回的是一个新的日期对象哦
//三天后
now.plusDays(3);
//一周后
now.plusWeeks(1)
//两天前 
now.minusDays(2)

//备注：增加一个月不会出现2017-02-31 而是会返回该月的最后一个有效日期，即2017-02-28,这点特别的人性化有木有
LocalDate.of(2017, 1, 31).plusMonths(1)

LocalDate对应的表示时间段的是Period, Period内部使用三个int值分表表示年、月、日。 Duration和Period都是TemporalAmount接口的实现，该接口表示时间量
LocalDate 也可以增加或减少一段时间（自由度更高）：

//2019-02-01
feb.plus(Period.ofYears(2));
//2015-02-01
feb.minus(Period.ofYears(2);

//使用until获得两个日期之间的Period对象 
feb.until(LocalDate.of(2017, 2, 10));//输出---> P9D

//提供isLeapYear判断是否是闰年,这个太友好了

//DayOfWeek 是个枚举，并且实现了TemporalAccessor/TemporalAdjuster接口，所以也可以直接plus，minus等，非常方便。  Java8还提供了Year MonthDay YearMonth来表示部分日期，例如MonthDay可以表示1月1日。
LocalDate.of(2017, 1, 1).getDayOfWeek();
DayOfWeek.SUNDAY.plus(2); //TUESDAY

LocalTime(本地时间)

LocalTime表示一天中的某个时间，例如18:00:00。LocaTime与LocalDate类似，他们也有相似的API。所以这里不做详细介绍了

 public static void main(String[] args) {
        LocalTime now = LocalTime.now();
        LocalTime evning = LocalTime.of(21, 0);
        System.out.println(now); //17:03:13.728
        System.out.println(evning); //10:00
    }

LocalDateTime(本地日期和时间)

LocalDateTime表示一个日期和时间，它适合用来存储确定时区的某个时间点。不适合跨时区的问题。

  public static void main(String[] args) {
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        LocalDateTime of = LocalDateTime.of(LocalDate.now(), LocalTime.now());
        System.out.println(now); //2018-08-04T18:33:37.478
        System.out.println(of); //2018-08-04T18:33:37.478
    }

ZonedDateTime(带时区的 日期和时间)

Java8使用ZoneId来标识不同的时区.

public static void main(String[] args) {
        //获得所有可用的时区  size=600 这个数字不是固定的
        Set<String> allZones = ZoneId.getAvailableZoneIds();
        //获取默认ZoneId对象 系统当前所在时区
        ZoneId defZoneId = ZoneId.systemDefault();
        //获取指定时区的ZoneId对象
        ZoneId shanghaiZoneId = ZoneId.of("Asia/Shanghai");
        //ZoneId.SHORT_IDS返回一个Map<String, String> 是时区的简称与全称的映射。下面可以得到字符串 Asia/Shanghai
        String shanghai = ZoneId.SHORT_IDS.get("CTT");
        System.out.println(shanghai); //Asia/Shanghai
    }

IANA(Internet Assigned Numbers Authority，因特网拨号管理局)维护着一份全球所有已知的时区数据库，
每年会更新几次，主要处理夏令时规则的改变。Java使用了IANA的数据库。

public static void main(String[] args) {
        //2017-01-20T17:35:20.885+08:00[Asia/Shanghai]
        ZonedDateTime now = ZonedDateTime.now();
        //2017-01-01T12:00+08:00[Asia/Shanghai]
        ZonedDateTime of = ZonedDateTime.of(2017, 1, 1, 12, 0, 0, 0, ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
        //使用一个准确的时间点来创建ZonedDateTime，下面这个代码会得到当前的UTC时间，会比北京时间早8个小时
        ZonedDateTime utc = ZonedDateTime.ofInstant(Instant.now(), ZoneId.of("UTC"));
        System.out.println(now); //2018-08-04T18:53:24.686+08:00[Asia/Shanghai]
        System.out.println(of); //2017-01-01T12:00+08:00[Asia/Shanghai]
        System.out.println(utc); //2018-08-04T10:53:24.687Z[UTC]
    }

ZonedDateTime的许多方法与LocalDateTime、LocalDate、LocalTime类似

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LocalDateTime转换为带时区的ZonedDateTime

//atZone方法可以将LocalDateTime转换为ZonedDateTime，下面的方法将时区设置为UTC。
//假设现在的LocalDateTime是2017-01-20 17:55:00 转换后的时间为2017-01-20 17:55:00[UTC]
LocalDateTime.now().atZone(ZoneId.of("UTC"));
//使用静态of方法创建zonedDateTime
ZonedDateTime.of(LocalDateTime.now(), ZoneId.of("UTC"));

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新的API 格式化(字符串 -><- 字符串 互转)

  public static void main(String[] args) {
        //字符串转化为日期对象
        String dateStr= "2016年10月25日";
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日");
        LocalDate date= LocalDate.parse(dateStr, formatter);

        //日期转换为字符串
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        DateTimeFormatter format = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日 hh:mm a");
        String nowStr = now .format(format);
        System.out.println(nowStr); //2018年08月07日 12:15 上午
    }

• DateTimeFormatter预定义了一些格式，可以直接调用format方法，方便调用者使用

//2017-01-01
DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE.format(LocalDate.of(2017, 1, 1))
//20170101
DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE.format(LocalDate.of(2017, 1, 1));
//2017-01-01T09:10:00
DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME.format(LocalDateTime.of(2017, 1, 1, 9, 10, 0)); 

根据当前操作系统语言环境，有SHORET MEDIUM LONG FULL 四种不同的风格来格式化。
可以通过DateTimeFormatter的静态方法ofLocalizedDate ofLocalizedTime ofLocalizedDateTime

• 使用自定义模式格式化

//2017-02-27 22:48:52
DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(LocalDateTime.now())

当然也可以这么搞

//使用的ISO_LOCAL_DATE格式解析  2017-01-01
LocalDate.parse("2017-01-01");
//使用自定义格式解析  2017-01-01T08:08:08
LocalDateTime.parse("2017-01-01 08:08:08", DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));

在DateTimeFormatter中还有很多定义好的格式，有兴趣的可以自己去看一下

SimpleDateFormat是线程不安全的，所以在高并发环境下，建议这么搞

 private static ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>() {
        @Override
        protected DateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        }
    };

    //和线程绑定 保证安全
    public static String format(Date date) {
        return threadLocal.get().format(date);

Date类型和时间戳 转换成新的时间类型

Date在1.8之后提供了几个方法，可以很方便的转换成新的API

     //时间戳转instant就很简单了
        Instant instant = Instant.ofEpochMilli(System.currentTimeMillis());
        System.out.println(instant); //2018-08-06T16:26:08.539Z（其实已经24点了，所以直接输出是有时区问题的 需要注意）

        //Date直接转Instant
        System.out.println(new Date().toInstant()); //2018-08-06T16:26:08.539Z
        //Instant --> Date
        Date.from(Instant.now());

        //Calendar --> Instant（这个用得很少）
        Calendar.getInstance().toInstant();

理论知识就介绍到这了，接下来看一些有意思的案例实现，可以更好的了解应用场景

Java中处理日期、时间的经典案例场景

检查两个日期是否相等

LocalDate重写了equals方法来进行日期的比较，如下所示：

在java8中如何检查重复事件，比如生日

这是相对比较常用的一个场景：判断今天是否是某个人的生日。

通过列子可以看到MonthDay只存储了月日，对比两个日期的月日即可知道是否重复，而且使用了equals方法，非常的方便快捷有木有

获取一周、一个月、一年、一小时、一分钟后的日期等

LocalDate是用来表示无时间的日期，他又一个plus()方法可以用来增加日，星期，月，ChronoUnit则用来表示时间单位

表示和处理固定的日期，比如信用卡过期时间

YearMonth是另外一个组合，可以很好处理信用卡有效期只有年、月的问题。LengthOfMonth()这个方法返回的是这个YearMonth实例有多少天，这对于检查2月是否润2月很有用

两个日期之间包含多少天，多少月（这个非常实用）

计算两个日期之间包含多少天、周、月、年。可以用java.time.Period类完成该功能。下面例子中将计算日期与将来的日期之间一共有几个月

带时区的日期与时间（以后处理时区问题，还是用ZoneDateTime吧）

在java8中，可以使用ZoneOffset来代表某个时区，可以使用它的静态方法ZoneOffset.of()方法来获取对应的时区，只要获得了这个偏移量，就可以用这个偏移量和LocalDateTime创建一个新的OffsetDateTime

说明：OffsetDateTime主要是用来给机器理解的，平时使用就用前面结束的ZoneDateTime类就可以了

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Spring MVC中也是支持直接格式化绑定的

@DateTimeFormat(pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss")  
private LocalDateTime dateTime;  

@DateTimeFormat(pattern = "yyyy-MM-dd")  
private LocalDate date;  

@DateTimeFormat(pattern = "HH:mm:ss")  
private LocalTime time;  

数据库层面的Entity，也不再推荐使用Date类型，而是long或者LocalDate等这种类型