Java8学习笔记（九）--日期/时间（Date Time）API指南

为什么我们需要新的日期/时间API

在开始研究Java 8日期/时间API之前，让我们先来看一下为什么我们需要这样一个新的API。在Java中，现有的与日期和时间相关的类存在诸多问题，其中有：

Java的日期/时间类的定义并不一致，在java.util和java.sql的包中都有日期类，此外用于格式化和解析的类在java.text包中定义。

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包并不合理。另外这两个类都有相同的名字，这本身就是一个非常糟糕的设计。

对于时间、时间戳、格式化以及解析，并没有一些明确定义的类。对于格式化和解析的需求，我们有java.text.DateFormat抽象类，但通常情况下，SimpleDateFormat类被用于此类需求。

所有的日期类都是可变的，因此他们都不是线程安全的，这是Java日期类最大的问题之一。

日期类并不提供国际化，没有时区支持，因此Java引入了java.util.Calendar和java.util.TimeZone类，但他们同样存在上述所有的问题。

在现有的日期和日历类中定义的方法还存在一些其他的问题，但以上问题已经很清晰地表明：Java需要一个健壮的日期/时间类。这也是为什么Joda Time在Java日期/时间需求中扮演了高质量替换的重要角色。

Java 8日期/时间API

Java 8日期/时间API是JSR-310的实现，它的实现目标是克服旧的日期时间实现中所有的缺陷，新的日期/时间API的一些设计原则是：
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：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，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：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。
可扩展性：新的日期/时间API是工作在ISO-8601日历系统上的，但我们也可以将其应用在非IOS的日历上。

Java 8日期/时间API包

Java日期/时间API包含以下相应的包。

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。

我们已经浏览了Java日期/时间API的大多数重要部分，现在是时候根据示例仔细看一下最重要的一些类了。

LocalDate

LocalDate是一个不可变的类，它表示默认格式(yyyy-MM-dd)的日期，我们可以使用now()方法得到当前时间，也可以提供输入年份、月份和日期的输入参数来创建一个LocalDate实例。该类为now()方法提供了重载方法，我们可以传入ZoneId来获得指定时区的日期。该类提供与java.sql.Date相同的功能，对于如何使用该类，我们来看一个简单的例子。

package com.journaldev.java8.time;
     
    import java.time.LocalDate;
    import java.time.Month;
    import java.time.ZoneId;
     
    /**
     * LocalDate Examples
     * @author pankaj
     *
     */
    public class LocalDateExample {
     
        public static void main(String[] args) {
     
            //Current Date
            LocalDate today = LocalDate.now();
            System.out.println("Current Date="+today);
     
            //Creating LocalDate by providing input arguments
            LocalDate firstDay_2014 = LocalDate.of(2014, Month.JANUARY, 1);
            System.out.println("Specific Date="+firstDay_2014);
     
            //Try creating date by providing invalid inputs
            //LocalDate feb29_2014 = LocalDate.of(2014, Month.FEBRUARY, 29);
            //Exception in thread "main" java.time.DateTimeException: 
            //Invalid date 'February 29' as '2014' is not a leap year
     
            //Current date in "Asia/Kolkata", you can get it from ZoneId javadoc
            LocalDate todayKolkata = LocalDate.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
            System.out.println("Current Date in IST="+todayKolkata);
     
            //java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: IST
            //LocalDate todayIST = LocalDate.now(ZoneId.of("IST"));
     
            //Getting date from the base date i.e 01/01/1970
            LocalDate dateFromBase = LocalDate.ofEpochDay(365);
            System.out.println("365th day from base date= "+dateFromBase);
     
            LocalDate hundredDay2014 = LocalDate.ofYearDay(2014, 100);
            System.out.println("100th day of 2014="+hundredDay2014);
        }
     
    }

LocalTime

LocalTime是一个不可变的类，它的实例代表一个符合人类可读格式的时间，默认格式是hh:mm:ss.zzz。像LocalDate一样，该类也提供了时区支持，同时也可以传入小时、分钟和秒等输入参数创建实例，我们来看一个简单的程序，演示该类的使用方法。

package com.journaldev.java8.time;
     
    import java.time.LocalTime;
    import java.time.ZoneId;
     
    /**
     * LocalTime Examples
     * @author pankaj
     *
     */
    public class LocalTimeExample {
     
        public static void main(String[] args) {
     
            //Current Time
            LocalTime time = LocalTime.now();
            System.out.println("Current Time="+time);
     
            //Creating LocalTime by providing input arguments
            LocalTime specificTime = LocalTime.of(12,20,25,40);
            System.out.println("Specific Time of Day="+specificTime);
     
            //Try creating time by providing invalid inputs
            //LocalTime invalidTime = LocalTime.of(25,20);
            //Exception in thread "main" java.time.DateTimeException: 
            //Invalid value for HourOfDay (valid values 0 - 23): 25
     
            //Current date in "Asia/Kolkata", you can get it from ZoneId javadoc
            LocalTime timeKolkata = LocalTime.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
            System.out.println("Current Time in IST="+timeKolkata);
     
            //java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: IST
            //LocalTime todayIST = LocalTime.now(ZoneId.of("IST"));
     
            //Getting date from the base date i.e 01/01/1970
            LocalTime specificSecondTime = LocalTime.ofSecondOfDay(10000);
            System.out.println("10000th second time= "+specificSecondTime);
     
        }
     
    }

LocalDateTime

LocalDateTime是一个不可变的日期-时间对象，它表示一组日期-时间，默认格式是yyyy-MM-dd-HH-mm-ss.zzz。它提供了一个工厂方法，接收LocalDate和LocalTime输入参数，创建LocalDateTime实例。我们来看一个简单的例子。

package com.journaldev.java8.time;
     
    import java.time.LocalDate;
    import java.time.LocalDateTime;
    import java.time.LocalTime;
    import java.time.Month;
    import java.time.ZoneId;
    import java.time.ZoneOffset;
     
    public class LocalDateTimeExample {
     
        public static void main(String[] args) {
     
            //Current Date
            LocalDateTime today = LocalDateTime.now();
            System.out.println("Current DateTime="+today);
     
            //Current Date using LocalDate and LocalTime
            today = LocalDateTime.of(LocalDate.now(), LocalTime.now());
            System.out.println("Current DateTime="+today);
     
            //Creating LocalDateTime by providing input arguments
            LocalDateTime specificDate = LocalDateTime.of(2014, Month.JANUARY, 1, 10, 10, 30);
            System.out.println("Specific Date="+specificDate);
     
            //Try creating date by providing invalid inputs
            //LocalDateTime feb29_2014 = LocalDateTime.of(2014, Month.FEBRUARY, 28, 25,1,1);
            //Exception in thread "main" java.time.DateTimeException: 
            //Invalid value for HourOfDay (valid values 0 - 23): 25
     
            //Current date in "Asia/Kolkata", you can get it from ZoneId javadoc
            LocalDateTime todayKolkata = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
            System.out.println("Current Date in IST="+todayKolkata);
     
            //java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: IST
            //LocalDateTime todayIST = LocalDateTime.now(ZoneId.of("IST"));
     
            //Getting date from the base date i.e 01/01/1970
            LocalDateTime dateFromBase = LocalDateTime.ofEpochSecond(10000, 0, ZoneOffset.UTC);
            System.out.println("10000th second time from 01/01/1970= "+dateFromBase);
     
        }
     
    }

Instant

Instant类是用在机器可读的时间格式上的，它以Unix时间戳的形式存储日期时间，我们来看一个简单的程序。

package com.journaldev.java8.time;
     
    import java.time.Duration;
    import java.time.Instant;
     
    public class InstantExample {
     
        public static void main(String[] args) {
            //Current timestamp
            Instant timestamp = Instant.now();
            System.out.println("Current Timestamp = "+timestamp);
     
            //Instant from timestamp
            Instant specificTime = Instant.ofEpochMilli(timestamp.toEpochMilli());
            System.out.println("Specific Time = "+specificTime);
     
            //Duration example
            Duration thirtyDay = Duration.ofDays(30);
            System.out.println(thirtyDay);
        }
     
    }

日期API工具

我们早些时候提到过，大多数日期/时间API类都实现了一系列工具方法，如：加/减天数、周数、月份数，等等。还有其他的工具方法能够使用TemporalAdjuster调整日期，并计算两个日期间的周期。

package com.journaldev.java8.time;
     
    import java.time.LocalDate;
    import java.time.LocalTime;
    import java.time.Period;
    import java.time.temporal.TemporalAdjusters;
     
    public class DateAPIUtilities {
     
        public static void main(String[] args) {
     
            LocalDate today = LocalDate.now();
     
            //Get the Year, check if it's leap year
            System.out.println("Year "+today.getYear()+" is Leap Year? "+today.isLeapYear());
     
            //Compare two LocalDate for before and after
            System.out.println("Today is before 01/01/2015? "+today.isBefore(LocalDate.of(2015,1,1)));
     
            //Create LocalDateTime from LocalDate
            System.out.println("Current Time="+today.atTime(LocalTime.now()));
     
            //plus and minus operations
            System.out.println("10 days after today will be "+today.plusDays(10));
            System.out.println("3 weeks after today will be "+today.plusWeeks(3));
            System.out.println("20 months after today will be "+today.plusMonths(20));
     
            System.out.println("10 days before today will be "+today.minusDays(10));
            System.out.println("3 weeks before today will be "+today.minusWeeks(3));
            System.out.println("20 months before today will be "+today.minusMonths(20));
     
            //Temporal adjusters for adjusting the dates
            System.out.println("First date of this month= "+today.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth()));
            LocalDate lastDayOfYear = today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfYear());
            System.out.println("Last date of this year= "+lastDayOfYear);
     
            Period period = today.until(lastDayOfYear);
            System.out.println("Period Format= "+period);
            System.out.println("Months remaining in the year= "+period.getMonths());        
        }
    }

解析和格式化

//Format examples
            LocalDate date = LocalDate.now();
            //default format
            System.out.println("Default format of LocalDate="+date);
            //specific format
            System.out.println(date.format(DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu")));
            System.out.println(date.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE));
     
            LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
            //default format
            System.out.println("Default format of LocalDateTime="+dateTime);
            //specific format
            System.out.println(dateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu HH::mm::ss")));
            System.out.println(dateTime.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE));
     
            Instant timestamp = Instant.now();
            //default format
            System.out.println("Default format of Instant="+timestamp);
     
            //Parse examples
            LocalDateTime dt = LocalDateTime.parse("27::Apr::2014 21::39::48",
                    DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu HH::mm::ss"));
            System.out.println("Default format after parsing = "+dt);

旧的日期时间支持

旧的日期/时间类已经在几乎所有的应用程序中使用，因此做到向下兼容是必须的。这也是为什么会有若干工具方法帮助我们将旧的类转换为新的类，反之亦然。我们来看一下简单的例子。

package com.journaldev.java8.time;
     
    import java.time.Instant;
    import java.time.LocalDateTime;
    import java.time.ZoneId;
    import java.time.ZonedDateTime;
    import java.util.Calendar;
    import java.util.Date;
    import java.util.GregorianCalendar;
    import java.util.TimeZone;
     
    public class DateAPILegacySupport {
     
        public static void main(String[] args) {
     
            //Date to Instant
            Instant timestamp = new Date().toInstant();
            //Now we can convert Instant to LocalDateTime or other similar classes
            LocalDateTime date = LocalDateTime.ofInstant(timestamp, 
                            ZoneId.of(ZoneId.SHORT_IDS.get("PST")));
            System.out.println("Date = "+date);
     
            //Calendar to Instant
            Instant time = Calendar.getInstance().toInstant();
            System.out.println(time);
            //TimeZone to ZoneId
            ZoneId defaultZone = TimeZone.getDefault().toZoneId();
            System.out.println(defaultZone);
     
            //ZonedDateTime from specific Calendar
            ZonedDateTime gregorianCalendarDateTime = new GregorianCalendar().toZonedDateTime();
            System.out.println(gregorianCalendarDateTime);
     
            //Date API to Legacy classes
            Date dt = Date.from(Instant.now());
            System.out.println(dt);
     
            TimeZone tz = TimeZone.getTimeZone(defaultZone);
            System.out.println(tz);
     
            GregorianCalendar gc = GregorianCalendar.from(gregorianCalendarDateTime);
            System.out.println(gc);
     
        }
     
    }

岁月本长而忙者自促；天地本宽而卑者自隘；风花雪月本闲,而劳忧者自冗；天行健,君子以自强不息；地势坤,君子以厚德载物；宠辱不惊,闲看庭前花开花落；去留无意,漫随天外云卷云舒.不妄取,不妄予,不妄想,不妄求,与人方便,随遇而安