Java 8 日期時間API

Java 8一個新增的重要特性就是引入了新的時間和日期API,它們被包含在java.time包中。藉助新的時間和日期API能夠以更簡潔的方法處理時間和日期;java

在介紹本篇文章內容以前,咱們先來討論Java 8爲何要引入新的日期API,與以前的時間和日期處理方式有什麼不一樣?安全

在Java 8以前,全部關於時間和日期的API都存在各類使用方面的缺陷,主要有:多線程

  1. Java的java.util.Date和java.util.Calendar類易用性差,不支持時區,並且他們都不是線程安全的;
  2. 用於格式化日期的類DateFormat被放在java.text包中,它是一個抽象類,因此咱們須要實例化一個SimpleDateFormat對象來處理日期格式化,而且DateFormat也是非線程安全,這意味着若是你在多線程程序中調用同一個DateFormat對象,會獲得意想不到的結果;
  3. 對日期的計算方式繁瑣,並且容易出錯,由於月份是從0開始的,從Calendar中獲取的月份須要加一才能表示當前月份;

因爲以上這些問題,出現了一些第三方的日期處理框架,例如Joda-Time,date4j等開源項目。可是,Java須要一套標準的用於處理時間和日期的框架,因而Java 8中引入了新的日期API。新的日期API是JSR-310規範的實現,Joda-Time框架的做者正是JSR-310的規範的倡導者,因此能從Java 8的日期API中看到不少Joda-Time的特性。框架

Java 8日期/時間類

Java 8的日期和時間類包含LocalDate、LocalTime、Instant、Duration以及Period,這些類都包含在java.time包中;函數

一、LocalDate

LocalDate類表示一個具體的日期,但不包含具體時間,也不包含時區信息。能夠經過LocalDate的靜態方法of()建立一個實例,LocalDate也包含一些方法用來獲取年份,月份,天,星期幾等:線程

LocalDate localDate = LocalDate.of(2017, 1, 4);     // 初始化一個日期:2017-01-04
int year = localDate.getYear();                     // 年份:2017
Month month = localDate.getMonth();                 // 月份:JANUARY
int dayOfMonth = localDate.getDayOfMonth();         // 月份中的第幾天:4
DayOfWeek dayOfWeek = localDate.getDayOfWeek();     // 一週的第幾天:WEDNESDAY
int length = localDate.lengthOfMonth();             // 月份的天數:31
boolean leapYear = localDate.isLeapYear();          // 是否爲閏年:false

也能夠調用靜態方法now()來獲取當前日期:code

LocalDate now = LocalDate.now();

二、LocalTime

LocalTime和LocalDate相似,他們之間的區別在於LocalDate不包含具體時間,而LocalTime包含具體時間,例如:orm

LocalTime localTime = LocalTime.of(17, 23, 52);     // 初始化一個時間:17:23:52
int hour = localTime.getHour();                     // 時:17
int minute = localTime.getMinute();                 // 分:23
int second = localTime.getSecond();                 // 秒:52

三、LocalDateTime

LocalDateTime類是LocalDate和LocalTime的結合體,能夠經過of()方法直接建立,也能夠調用LocalDate的atTime()方法或LocalTime的atDate()方法將LocalDate或LocalTime合併成一個LocalDateTime:對象

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也提供用於向LocalDate和LocalTime的轉化:接口

LocalDate date = ldt1.toLocalDate();
LocalTime time = ldt1.toLocalTime();

四、Instant

  1. Instant用於表示一個時間戳,它與咱們常使用的System.currentTimeMillis()有些相似,不過Instant能夠精確到納秒(Nano-Second),System.currentTimeMillis()方法只精確到毫秒(Milli-Second);
  2. 若是查看Instant源碼,發現它的內部使用了兩個常量,seconds表示從1970-01-01 00:00:00開始到如今的秒數,nanos表示納秒部分(nanos的值不會超過999,999,999);
  3. Instant除了使用now()方法建立外,還能夠經過ofEpochSecond方法建立:
Instant instant = Instant.ofEpochSecond(120, 100000);

ofEpochSecond()方法的第一個參數爲秒,第二個參數爲納秒,上面的代碼表示從1970-01-01 00:00:00開始後兩分鐘的10萬納秒的時刻,控制檯上的輸出爲:

1970-01-01T00:02:00.000100Z

五、Duration

  1. Duration的內部實現與Instant相似,也是包含兩部分:seconds表示秒,nanos表示納秒;
  2. 二者的區別是Instant用於表示一個時間戳(或者說是一個時間點),而Duration表示一個時間段,因此Duration類中不包含now()靜態方法;
  3. 能夠經過Duration.between()方法建立Duration對象:
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);     // 表示從 2017-01-05 10:07:00 到 2017-02-05 10:07:00 這段時間

long days = duration.toDays();              // 這段時間的總天數
long hours = duration.toHours();            // 這段時間的小時數
long minutes = duration.toMinutes();        // 這段時間的分鐘數
long seconds = duration.getSeconds();       // 這段時間的秒數
long milliSeconds = duration.toMillis();    // 這段時間的毫秒數
long nanoSeconds = duration.toNanos();      // 這段時間的納秒數

Duration對象還能夠經過of()方法建立,該方法接受一個時間段長度,和一個時間單位做爲參數:

Duration duration1 = Duration.of(5, ChronoUnit.DAYS);       // 5天
Duration duration2 = Duration.of(1000, ChronoUnit.MILLIS);  // 1000毫秒

六、Period

Period在概念上和Duration相似,區別在於Period是以年月日來衡量一個時間段,好比2年3個月6天:

Period period = Period.of(2, 3, 6);

Period對象也能夠經過between()方法建立,值得注意的是,因爲Period是以年月日衡量時間段,因此between()方法只能接收LocalDate類型的參數:

// 2017-01-05 到 2017-02-05 這段時間
Period period = Period.between(
                LocalDate.of(2017, 1, 5),
                LocalDate.of(2017, 2, 5));

日期的操做和格式化

一、增長和減小日期

Java 8中的日期/時間類都是不可變的,這是爲了保證線程安全;

新的日期/時間類也提供了方法用於建立對象的可變版本,好比增長一天或者減小一天:

LocalDate date = LocalDate.of(2017, 1, 5);          // 2017-01-05

LocalDate date1 = date.withYear(2016);              // 修改成 2016-01-05
LocalDate date2 = date.withMonth(2);                // 修改成 2017-02-05
LocalDate date3 = date.withDayOfMonth(1);           // 修改成 2017-01-01

LocalDate date4 = date.plusYears(1);                // 增長一年 2018-01-05
LocalDate date5 = date.minusMonths(2);              // 減小兩個月 2016-11-05
LocalDate date6 = date.plus(5, ChronoUnit.DAYS);    // 增長5天 2017-01-10

上面例子中對於日期的操做比較簡單,可是有些時候咱們要面臨更復雜的時間操做,好比將時間調到下一個工做日,或者是下個月的最後一天,這時候咱們可使用with()方法的另外一個重載方法,它接收一個TemporalAdjuster參數,可使咱們更加靈活的調整日期:

LocalDate date7 = date.with(nextOrSame(DayOfWeek.SUNDAY));      // 返回下一個距離當前時間最近的星期日
LocalDate date9 = date.with(lastInMonth(DayOfWeek.SATURDAY));   // 返回本月最後一個星期六

要使上面的代碼正確編譯,你須要使用靜態導入TemporalAdjusters對象:

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

TemporalAdjusters類中包含了不少靜態方法能夠直接使用,下面的表格列出了一些方法:

方法名 描述
dayOfWeekInMonth 返回同一個月中每週的第幾天
firstDayOfMonth 返回當月的第一天
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 返回同一個月中第一個星期幾
lastDayOfMonth 返回當月的最後一天
lastDayOfNextMonth 返回下月的最後一天
lastDayOfNextYear 返回下一年的最後一天
lastDayOfYear 返回本年的最後一天
lastInMonth 返回同一個月中最後一個星期幾
next / previous 返回後一個/前一個給定的星期幾
nextOrSame / previousOrSame 返回後一個/前一個給定的星期幾,若是這個值知足條件,直接返回

若是上面表格中列出的方法不能知足你的需求,你還能夠建立自定義的TemporalAdjuster接口的實現,TemporalAdjuster也是一個函數式接口,因此咱們可使用Lambda表達式:

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

好比給定一個日期,計算該日期的下一個工做日(不包括星期六和星期天):

LocalDate date = LocalDate.of(2017, 1, 5);
date.with(temporal -> {
    // 當前日期
    DayOfWeek dayOfWeek = DayOfWeek.of(temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK));

    // 正常狀況下,每次增長一天
    int dayToAdd = 1;

    // 若是是星期五,增長三天
    if (dayOfWeek == DayOfWeek.FRIDAY) {
        dayToAdd = 3;
    }

    // 若是是星期六,增長兩天
    if (dayOfWeek == DayOfWeek.SATURDAY) {
        dayToAdd = 2;
    }

    return temporal.plus(dayToAdd, ChronoUnit.DAYS);
});

二、格式化日期

新的日期API中提供了一個DateTimeFormatter類用於處理日期格式化操做,它被包含在java.time.format包中,Java 8的日期類有一個format()方法用於將日期格式化爲字符串,該方法接收一個DateTimeFormatter類型參數:

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

一樣,日期類也支持將一個字符串解析成一個日期對象,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"));

三、時區

  1. Java 8中的時區操做被很大程度上簡化了,新的時區類java.time.ZoneId是原有的java.util.TimeZone類的替代品;
  2. ZoneId對象能夠經過ZoneId.of()方法建立,也能夠經過ZoneId.systemDefault()獲取系統默認時區:
ZoneId shanghaiZoneId = ZoneId.of("Asia/Shanghai");
ZoneId systemZoneId = ZoneId.systemDefault();

of()方法接收一個「區域/城市」的字符串做爲參數,你能夠經過getAvailableZoneIds()方法獲取全部合法的「區域/城市」字符串:

Set<String> zoneIds = ZoneId.getAvailableZoneIds();

對於老的時區類TimeZone,Java 8也提供了轉化方法:

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

有了ZoneId,咱們就能夠將一個LocalDate、LocalTime或LocalDateTime對象轉化爲ZonedDateTime對象:

LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.of(localDateTime, shanghaiZoneId);

將zonedDateTime打印到控制檯爲:

2017-01-05T15:26:56.147+08:00[Asia/Shanghai]

ZonedDateTime對象由兩部分構成,LocalDateTime和ZoneId,其中2017-01-05T15:26:56.147部分爲LocalDateTime,+08:00[Asia/Shanghai]部分爲ZoneId。

另外一種表示時區的方式是使用ZoneOffset,它是以當前時間和世界標準時間(UTC)/格林威治時間(GMT)的誤差來計算,例如:

ZoneOffset zoneOffset = ZoneOffset.of("+09:00");
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
OffsetDateTime offsetDateTime = OffsetDateTime.of(localDateTime, zoneOffset);

四、其餘曆法

Java中使用的歷法是ISO 8601日曆系統,它是世界民用曆法,也就是咱們所說的公曆。平年有365天,閏年是366天。閏年的定義是:非世紀年,能被4整除;世紀年能被400整除。爲了計算的一致性,公元1年的前一年被當作公元0年,以此類推。

此外Java 8還提供了4套其餘曆法(很奇怪爲何沒有漢族人使用的農曆),每套曆法都包含一個日期類,分別是:

  • ThaiBuddhistDate:泰國佛教歷
  • MinguoDate:中華民國曆
  • JapaneseDate:日本歷
  • HijrahDate:伊斯蘭曆
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