Java 8 (11) 新的日期和时间API

在Java 1.0中，对日期和时间的支持只能依赖java.util.Date类。这个类只能以毫秒的精度表示时间。这个类还有很多糟糕的问题，比如年份的起始选择是1900年，月份的起始从0开始。这意味着你要想表示2018年8月22日，就必须创建下面这样的Date实例：

Date date = new Date (118,7,22);

Wed Aug 22 00:00:00 CST 2018

甚至Date类的toString方法返回的字符串也容易误人。现在这个返回值甚至还包含了JVM的默认时区CST，但这不表示Date类在任何方面支持时区。

 

Java 1.1中，Date类中的很多方法被废弃了，取而代之的是java.util.Calendar类。但是Calendar也有类似的问题和设计缺陷，导致使用这些方法写出的代码非常容易出错。比如月份依旧是从0开始计算，不过去掉了1900年开始计算年份这一设计。更糟的是同时存在Date和Calendar这两个类，也增加了程序员的困惑。到底该使用哪一个类呢？此外，有的特性只有在某一个类有提供，比如用于以语言无关方式格式化和解析日期或时间的DateFormat方法就只有在Date类里有。

DateFormat也有它自己的问题，首先他不是县城安全的。这意味着两个县城如果尝试使用同一个formatter解析日期，你可能无法得到预期的结果。

最后，Date和Calendar类都是可变的。

 

Java 8 在java.time包中整合了很多Joda-Time的特性，java.time包中提供了很多新的类可以帮助你解决问题：LocalDate、LocalTime、Instant、Duration和Period。

LocalDate

首先该类的实例是一个不可变对象，它只提供了简单的日期，并不含当天的时间。另外，它也不附带任何时区相关的信息。 你可以通过静态工厂of创建一个LocalDate实例，LocalDate提供了很多方法来读取常用的值，比如年月日星期几等：

        LocalDate date = LocalDate.of(2018,8,22);
        int year = date.getYear(); //2018
        Month month = date.getMonth(); //AUGUST(7)
        int day = date.getDayOfMonth(); //22
        DayOfWeek dow = date.getDayOfWeek(); //WEDNESDAY
        int len = date.lengthOfMonth(); //31
        boolean leap = date.isLeapYear(); //false

        LocalDate today = LocalDate.now(); //2018-08-22

传递TemporalField参数给 date的get方法也可以拿到同样的信息，TemporalField是一个借口，它定义了如何访问temporal对象某个字段的值。ChronoField枚举实现了这一借口，所以你可以很方便的使用get方法得到枚举元素的值：

        int yearofGet = date.get(ChronoField.YEAR); //2018
        int monthofGet = date.get(ChronoField.MONTH_OF_YEAR); //8
        int dayofGet = date.get(ChronoField.DAY_OF_MONTH); //22

 

LocalTime

与LocalDate类似，LocalTime表示时间，你可以使用of重载的两个工厂方法创建LocalTime实例，第一个重载是小时和分钟，第二个重载还接受秒。也提供了getter方法访问这些变量的值：

        LocalTime time = LocalTime.of(17,55,55);
        int hour = time.getHour();//17
        int minute = time.getMinute();//55
        int second = time.getSecond();//55

 

LocalDate和LocalTime都支持从字符串创建，使用静态方法parse：

        LocalDate dateofString = LocalDate.parse("2018-08-22");
        LocalTime timeofString = LocalTime.parse("15:53:52");

如果格式不正确，无法被解析成合法的LocalDate或LocalTime对象。parse方法会抛出一个继承自RuntimeException的DateTimeParseException异常。

 

LocalDateTime

这个复合类是LocalDate何LocalTime的合体，同时表示了日期和时间。但不带有时区信息，你可以直接创建，也可以通过合并日期和时间对象构造。

        LocalDateTime dt1 = dateofString.atTime(timeofString);
        LocalDateTime dt2 = time.atDate(date);
        LocalDateTime dt3 = LocalDateTime.of(date,time);
        LocalDateTime dt4 = LocalDateTime.of(2018,8,22,17,55,55);
        //2018-08-22T17:55:55

也可以将LocalDateTime拆分为独立的LocalDate 和LocalTime：

        LocalDate localDate = dt1.toLocalDate();
        LocalTime localTime = dt1.toLocalTime();

 

Instant

作为人，我们习惯于星期几、几号、几点、几分这样的方式理解日期和时间，但是对于计算机而言并不容易理解。java.time.Instant类对时间的建模方式是 以Unix元年时间（UTC时区1970年1月1日午夜时分）开始所经历的描述进行计算。

可以使用静态工厂方法ofEpochSecond传递一个代笔哦啊秒数的值创建一个该类的实例。这个方法还有一个重载版本，它接受第二个以纳秒为单位的参数值，对传入作为秒数的参数进行调整。重载的版本会调整纳秒参数，确保保存的纳秒分片在0到999999999之间，这意味着下面这些对ofEpochSecond工厂方法的调用返回几乎同样的Instant对象：

        Instant instant = Instant.ofEpochSecond(3);
        Instant instant2 = Instant.ofEpochSecond(3, 0);
        Instant instant3 = Instant.ofEpochSecond(2, 1_000_000_000);
        Instant instant4 = Instant.ofEpochSecond(4, -1_000_000_000);

1970-01-01T00:00:03Z

Instant类也支持静态工厂方法now，它能够帮你获取当前时刻的时间戳。Instant的设计初衷是为了便于机器使用，它所包含的是由秒及纳秒所构成的数字。所以，它无法处理那些我们非常容易理解的时间单位。

 

定义Duration或Period

计算日期时间差使用这两个类

        Duration d1 = Duration.between(time1, time2);
        Duration d2 = Duration.between(datetime1, datetime2);
        Duration d3 = Duration.between(instant,instant2);

由于LocalDateTime和Instant是为不同的目的而设计的，一个是为了人阅读的，一个是为了机器处理的，所以不能将二者混用。此外，由于Duration类主要用于以秒和纳秒衡量时间的长短，所以不能向between方法传递LocalDate。

Duration和Period类都提供了很多非常方便的工厂类，直接创建对应的实例。

        Duration threeMinutes = Duration.ofMinutes(3);
        Duration threeMinutes = Duration.of(3, ChronoUnit.MINUTES);

        Period tenDays = Period.ofDays(10);
        Period threeWeeks  = Period.ofWeeks(3);
        Period twoYearsSixMothsOneDay = Period.of(2,6,1);

Period计算时间差

        LocalDate today = LocalDate.now();
        System.out.println("Today : " + today);
        LocalDate birthDate = LocalDate.of(1991, 1, 11);
        System.out.println("BirthDate : " + birthDate);

        Period p = Period.between(birthDate, today);
        System.out.printf("年龄 : %d 年 %d 月 %d 日", p.getYears(), p.getMonths(), p.getDays());

Today : 2018-08-22
BirthDate : 1991-01-11
年龄 : 27 年 7 月 11 日

Duration计算相差秒数

        Instant inst1 = Instant.now();
        System.out.println("Inst1 : " + inst1);
        Instant inst2 = inst1.plus(Duration.ofSeconds(10));
        System.out.println("Inst2 : " + inst2);

        System.out.println("Difference in milliseconds : " + Duration.between(inst1, inst2).toMillis());

        System.out.println("Difference in seconds : " + Duration.between(inst1, inst2).getSeconds());

Difference in milliseconds : 10000
Difference in seconds : 10

 

到目前为止，这些日期和时间都是不可修改的，这是为了更好的支持函数式编程，确保线程安全。如果你想在LocalDate实例上增加3天，或者将日期解析和输入 dd/MM/yyyy这种格式。 将在下一节讲解。

 

操作、解析和格式化日期

对已存在的LocalDate对象，创建它的修改版，最简单的方式是使用withAttribute方法。withAttribute方法会创建对象的一个副本，并按照需要修改它的属性。以下所有的方法都返回了一个修改属性的对象，他们不会影响原来的对象。

        LocalDate  dd = LocalDate.of(2018,8,23); //2018-08-23
        LocalDate dd1 = dd.withYear(2017); //2017-08-23
        LocalDate dd2 = dd.withDayOfMonth(22); //2018-08-22
        LocalDate dd4 = dd.withMonth(10); //2018-10-23
        LocalDate dd3 = dd.with(ChronoField.MONTH_OF_YEAR,9); //2018-09-23

除了withAttribute详细的年月日，也可以采用通用的with方法，第一个参数是TemporalField对象，第二个参数是修改的值。它也可以操纵LocalDate对象：

        LocalDate dd5 = dd.plusWeeks(1); //加一周
        LocalDate dd6 = dd.minusYears(3); //减去三年
        LocalDate dd7 = dd.plus(6,ChronoUnit.MONTHS); //加6月

plus和minus方法和上面的with类似，他们都声明于Temporal接口中。像LocalDate、LocalTime、LocalDateTime以及Instant这些表示日期和时间的类提供了大量的通用方法：

1、from 静态方法 依据传入的Temporal对象创建是实例

2、now 静态方法 依据系统时钟创建Temporal对象

3、of 静态方法 由Temporal对象的某个部分创建对象的实例

4、 parse 静态方法  由字符串创建Temporal对象的实例

5、atOffset 将Temporal对象和某个时区偏移相结合

6、atZone 将Temporal 对象和某个时区相结合

7、format 使用某个指定的格式将Temporal对象转换为字符串（Instant类不提供此方法）

8、get 读取Temporal对象的某一部分的值

9、minus 创建对象的一个副本，然后将当前的Temporal对象的值减去一定的时长创建该副本

10、plus 创建对象的一个副本，然后将当前Temporal对象的值加上一定的时长创建该副本

11、with 以该对象为模板，对某些状态进行修改创建该对象的副本。

 

TemporalAdjuster

操纵更复杂的日期，比如将日期调整到下个周日、下个工作日，或者是本月的最后一天。这时可以使用with的重载版本，向其传递一个提供了更多定制化选择的TemporalAdjuster对象，更加灵活的处理日期。

import static java.time.temporal.TemporalAdjusters.*;

        LocalDate dd = LocalDate.of(2018,8,23);

        LocalDate dd1 = dd.with(dayOfWeekInMonth(2,DayOfWeek.FRIDAY)); //同一个月中，第二个星期五 2018-08-10

        LocalDate dd2 = dd.with(firstDayOfMonth()); //当月的第一天 2018-08-01
        LocalDate dd3 = dd.with(firstDayOfNextMonth()); //下月的第一天 2018-09-01
        LocalDate dd4 = dd.with(firstDayOfNextYear()); //明年的第一天 2019-01-01
        LocalDate dd5 = dd.with(firstDayOfYear()); //当年的第一天 2018-01-01
        LocalDate dd6 = dd.with(firstInMonth(DayOfWeek.MONDAY)); //当月第一个星期一 2018-08-06

        LocalDate dd7 = dd.with(lastDayOfMonth()); //当月的最后一天 2018-08-31
        LocalDate dd8 = dd.with(lastDayOfYear()); //当年的最后一天 2018-12-31
        LocalDate dd9 = dd.with(lastInMonth(DayOfWeek.SUNDAY)); //当月最后一个星期日 2018-08-26

        LocalDate dd10 = dd.with(previous(DayOfWeek.MONDAY)); //将日期向前调整到第一个符合星期一 2018-08-20
        LocalDate dd11 = dd.with(next(DayOfWeek.MONDAY)); //将日期向后调整到第一个符合星期一 2018-08-27

        LocalDate dd12 = dd.with(previousOrSame(DayOfWeek.FRIDAY)); //将日期向前调整第一个符合星期五，如果该日期已经符合，直接返回该对象 2018-08-17
        LocalDate dd13 = dd.with(nextOrSame(DayOfWeek.FRIDAY)); //将日期向后调整第一个符合星期五，如果该日期已经符合，直接返回该对象 2018-08-24

TemporalAdjuster可以进行复杂的日期操作，如果没有找到符合的预定义方法，可以自己创建一个，TemporalAdjuster接口只声明了一个方法所以他说一个函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface TemporalAdjuster {
    Temporal adjustInto(Temporal temporal);
}

这意味着TemporalAdjuster接口的实现需要定义如何将一个Temporal对象转换为另一个Temporal对象。比如设计一个NextWorkingDay类，实现计算下一个工作日，过滤掉周六和周日节假日。

public class NextWorkingDay implements TemporalAdjuster {
    @Override
    public Temporal adjustInto(Temporal temporal) {
        DayOfWeek dow = DayOfWeek.of(temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK));
        int dayToAdd = 1;
        //如果当前日期 星期一到星期五之间返回下一天
        if(dow == DayOfWeek.FRIDAY) dayToAdd = 3;
        //如果当前日期 周六或周日 返回下周一
        else if(dow == DayOfWeek.SATURDAY) dayToAdd = 2;
        return temporal.plus(dayToAdd, ChronoUnit.DAYS);
    }
}

由于TemporalAdjuster是函数式接口，所以你只能以Lambda表达式的方式向Adjuster接口传递行为：

date.with(t->{

　　//上面一坨

})

为了可以重用，TemporalAdjuster对象推荐使用TemporalAdjusters类的静态工厂方法ofDateAdjuster：

        LocalDate dd = LocalDate.of(2018, 8, 23);

        TemporalAdjuster nextWorkingDay = TemporalAdjusters.ofDateAdjuster(
                temporal -> {
                    DayOfWeek dow = DayOfWeek.of(temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK));
                    int dayToAdd = 1;
                    //如果当前日期 星期一到星期五之间返回下一天
                    if (dow == DayOfWeek.FRIDAY) dayToAdd = 3;
                        //如果当前日期 周六或周日 返回下周一
                    else if (dow == DayOfWeek.SATURDAY) dayToAdd = 2;
                    return temporal.plus(dayToAdd, ChronoUnit.DAYS);
                }
        );
        LocalDate next = dd.with(nextWorkingDay);

 

打印输出及解析日期

处理日期和时间对象时，格式化以及解析日期-时间对象是另一个非常重要的功能。新的java.time.format包就是为了这个目的而设计的。这个包中最重要的类是DateTimeFormatter，创建格式器最简单的方式是通过他的静态工厂方法及常量。

        String s1 = next.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE); //20180824
        String s2 = next.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE); //2018-08-24

除了解析为字符串外，还可以通过解析代表日期或时间的字符串重新创建该日期对象。

        LocalDate date1 = LocalDate.parse("20180901",DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);
        LocalDate date2 = LocalDate.parse("2018-09-02",DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);

与老的java.util.DateFormat想比较，所有的DateTimeFormatter实例都是线程安全的。DateTimeFormatter类还支持一个静态工厂方法，它按照某个特定的模式创建格式器。

        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("dd/MM/yyyy");
        LocalDate now = LocalDate.now();
        String formatterDate = now.format(formatter);
        LocalDate nowparse = LocalDate.parse(formatterDate,formatter);

ofPattern可以按照指定的格式进行解析成字符串，然后又调用了parse方法的重载 将该格式的字符串转换成了 LocalDate对象。

ofPattern也提供了重载版本，使用它可以创建某个Locale的格式器：

        DateTimeFormatter formatter2 = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MMMMd号", Locale.CHINA);
        LocalDate chinaDate = LocalDate.parse("2018-08-21");
        String formatterDate2 = chinaDate.format(formatter2); //2018年八月21号
        LocalDate chinaDate2 = LocalDate.parse(formatterDate2,formatter2);

DateFormatterBuilder类还提供了更复杂的格式器和更强大的解析功能：

        DateTimeFormatter chinaFormatter = new DateTimeFormatterBuilder().appendText(ChronoField.YEAR)
                .appendLiteral("年")
                .appendText(ChronoField.MONTH_OF_YEAR)
                .appendText(ChronoField.DAY_OF_MONTH)
                .appendLiteral("号")
                .parseCaseInsensitive().toFormatter(Locale.CHINA);

 

处理不同的时区和历法

之前所看到的日期和时间种类都不包含时区信息。时区的处理是新版日期和时间API新增加的重要功能，新的 java.time.ZoneId 类是老版 java.util.TimeZone 的替代品。

时区是按照一定的规则将区域划分成的标准时间相同的区间。在ZoneRules这个类中包含了40个这样的实例。你可以使用ZoneId的getRules()得到指定时区的规则。每个特定的ZoneId对象都由一个地区标识：

ZoneId romeZone = ZoneId.of("Europe/Rome"); //格式 欧洲/罗马

地区ID都为 “{区域}/{城市}”的格式，这些地区集合的设定都由英特网编号分配机构（IANA）的时区数据库提供。你可以通过java 8的新方法toZoneId将一个老的时区对象转换为ZoneId

ZoneId zoneId = TimeZone.getDefault().toZoneId();

一旦得到一个ZoneId对象，就可以将它与LocalDate、LocalDateTIme或者是Instant对象整合起来，构造为一个ZonedDateTime实例，它代表了相对于指定时区的时间点，

        LocalDate date = LocalDate.of(2018,8,22);
        ZonedDateTime zdt1 = date.atStartOfDay(romeZone);

        LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.of(2018,8,23,13,48,00);
        ZonedDateTime zdt2 = dateTime.atZone(romeZone);

        Instant instant = Instant.now();
        ZonedDateTime zdt3 = instant.atZone(romeZone);

ZonedDateTime = LocalDateTime(LocalDate + LocalTime) + ZoneId

通过ZoneId，你还可以将LocalDateTime转换为Instant

        LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.of(2018,8,23,13,48,00);
        Instant instantFromDateTime = dateTime.toInstant(romeZone);

        Instant instant1 = Instant.now();
        LocalDateTime timeFromInstant = LocalDateTime.ofInstant(romeZone);

 

利用和 UTC/格林尼治时间的固定偏差计算时区

另一种比较常用的表达时区的方式就是利用当前时区和 UTC/格林尼治 的固定偏差，比如，纽约落后伦敦5小时。这种情况下，你可以使用ZoneOffset类，它是ZoneId的一个子类，表示的是当前时间和伦敦格林尼治子午时间的差异：

ZoneOffset newYorkOffset = ZoneOffset.of("-05:00");

这种方式不推荐使用，因为 -05：00 的偏差实际上是对应的美国东部标准时间，并未考虑任何日光时的影响。

        LocalDateTime dateTime1 = LocalDateTime.now();
        OffsetDateTime dateTimeInNewYork1 = OffsetDateTime.of(dateTime1,newYorkOffset);

它使用ISO-8601的历法系统，以相对于UTC时间的偏差方式表示日期时间。

 

使用别的日历系统

ISO-8601日历系统是世界文明日历系统的事实标准。但是，java 8 中另外提供了4种其他的日历系统。这些日历系统中的每一个都有一个对应的日志类，分别是ThaiBuddhistDate、MinguoDate、JapaneseDate以及HijrahDate。所有这些类以及LocalDate都实现了ChronoLocalDate接口，能够对公历的日期进行建模。利用LocalDate对象，可以创建这些类的实例。

 

小结：

　　1、Java 8之前的java.util.Date类以及其他用于建模日期时间的雷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。

　　2、新版的日期和时间API中，日期-时间对象是不可变的。

　　3、新的API提供了两种不同的时间表示方式，有效地区分了运行时人喝机器的不同需求。

　　4、操纵的日期不会影响老值，而是新生成一个实例。

　　5、TemporalAdjuster可以更精确的操纵日期，还可以自定义日期转换器。

　　6、他们都是线程安全的