文章出處

前言

本來想寫下Java 8的日期/時間API,發現已經有篇不錯的文章了,那就直接轉載吧~

PS:主要內容沒變,做了部分修改。

原文鏈接: journaldev 翻譯: ImportNew.com - Justin Wu
譯文鏈接: http://www.importnew.com/14140.html

Java 8中的日期/時間(Date/Time)API是開發人員最受追捧的變化之一,Java從一開始就沒有對日期/時間一致性處理的方法,因此在Java 8中新增的日期/時間API也是除Java核心API以外另一項倍受歡迎的內容。

為什么我們需要新的Java日期/時間API?

在開始研究Java 8日期/時間API之前,讓我們先來看一下為什么我們需要這樣一個新的API。在Java 8之前中,日期和時間相關的類存在如下問題:

  • Java中日期/時間類的定義并不一致,在java.util和java.sql的包中都有日期類,此外用于格式化和解析的類在java.text包中定義。
  • java.util.Date同時包含日期和時間,而java.sql.Date僅包含日期,將其納入java.sql包并不合理。另外這兩個類都有相同的名字,這本身就是一個非常糟糕的設計。
  • 對于時間、時間戳、格式化以及解析,并沒有一些明確定義的類。對于格式化和解析的需求,我們有java.text.DateFormat抽象類,但通常情況下,SimpleDateFormat類被用于此類需求。
  • 所有的日期類都是可變的,因此他們都不是線程安全的,這是Java日期類最大的問題之一。
  • 日期類并不提供國際化,沒有時區支持,雖然引入了java.util.Calendar和java.util.TimeZone類,但他們同樣存在上述所有的問題。

在現有的日期和日歷類中定義的方法還存在一些其他的問題,但以上問題已經很清晰地表明:Java需要一個健壯的日期/時間類。這也是為什么Joda Time庫,作為舊的日期/時間API的替換者,在Java 8日期/時間需求中扮演重要角色的原因。

Java 8日期/時間API

Java 8 Date, LocalDate, LocalDateTime, Instant

Java 8日期/時間API是JSR-310規范的實現,它的目標是克服舊的日期/時間API實現中所有的缺陷,新的日期/時間API的一些設計原則如下:

  • 不變性:新的日期/時間API中,所有的類都是不可變的,這種設計有利于并發編程。
  • 關注點分離:新的API將人可讀的日期時間和機器時間(unix timestamp)明確分離,它為日期(Date)、時間(Time)、日期時間(DateTime)、時間戳(unix timestamp)以及時區定義了不同的類。
  • 清晰:在所有的類中,方法都被明確定義用以完成相同的行為。舉個例子,要拿到當前實例我們可以使用now()方法,在所有的類中都定義了format()和parse()方法,而不是像以前那樣專門有一個獨立的類。為了更好的處理問題,所有的類都使用了工廠模式和策略模式,一旦你使用了其中某個類的方法,與其他類協同工作并不困難。
  • 實用操作:所有新的日期/時間API類都實現了一系列方法用以完成通用的任務,如:加、減、格式化、解析、從日期/時間中提取單獨部分等操作。
  • 可擴展性:新的日期/時間API是工作在ISO-8601日歷系統上的,但我們也可以將其應用在非IOS的日歷上。

Java日期/時間API包

Java日期/時間API由以下包組成:

  • java.time包:這是新的Java日期/時間API的基礎包,所有的主要基礎類都是這個包的一部分,如:LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, Instant, Period, Duration等等。所有這些類都是不可變的和線程安全的,在大多數情況下,這些類足夠應付常見需求。
  • java.time.chrono包:這個包為非ISO的日歷系統定義了一些泛化的API,我們可以擴展AbstractChronology類來創建自己的日歷系統。
  • java.time.format包:這個包包含能夠格式化和解析日期時間對象的類,在絕大多數情況下,我們不應該直接使用它們,因為java.time包中相應的類已經提供了格式化和解析的方法。
  • java.time.temporal包:這個包包含一些時態對象,我們可以用其找出關于日期/時間對象的某個特定日期或時間,比如說,可以找到某月的第一天或最后一天。你可以非常容易地認出這些方法,因為它們都具有“withXXX”的格式。
  • java.time.zone包:這個包包含支持不同時區以及相關規則的類。

Java日期/時間API示例

我們已經瀏覽了Java 8日期/時間API中的大多數重要部分,是時候根據示例深入了解其中的核心類了。

LocalDate

LocalDate是一個不可變的類,它表示默認格式(yyyy-MM-dd)的日期,我們可以使用now()方法得到當前時間,也可以提供輸入年份、月份和日期的輸入參數來創建一個LocalDate實例。該類為now()方法提供了重載方法,我們可以傳入ZoneId來獲得指定時區的日期。該類提供與java.sql.Date相同的功能,對于如何使用該類,我們來看一個簡單的例子。

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)
    {

        // 當前日期
        LocalDate today = LocalDate.now();
        System.out.println("當前日期=" + today);

        // 通過傳入的參數創建LocalDate對象
        LocalDate firstDay_2014 = LocalDate.of(2014, Month.JANUARY, 1);
        System.out.println("指定日期=" + firstDay_2014);

        // 根據有效輸入創建日期,以下代碼會拋異常,無效輸入,2014年2月沒有29日
        // 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

        // 獲取不同時區的日期 "Asia/Kolkata", you can get it from ZoneId javadoc
        LocalDate todayKolkata = LocalDate.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
        System.out.println("當前印度標準日期=" + todayKolkata);

        // java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: IST
        // LocalDate todayIST = LocalDate.now(ZoneId.of("IST"));

        // 從基準日期獲取日期  例如: 01/01/1970
        LocalDate dateFromBase = LocalDate.ofEpochDay(365);
        System.out.println("基準日期的第365天= " + dateFromBase);

        //2014年的第一百天
        LocalDate hundredDay2014 = LocalDate.ofYearDay(2014, 100);
        System.out.println("2014年的第一百天=" + hundredDay2014);
    }

}

示例方法的詳解都包含在注釋內,當我們運行程序時,可以得到以下輸出:

當前日期=2016-10-17
指定日期=2014-01-01
當前印度標準日期=2016-10-17
基準日期的第365天= 1971-01-01
2014年的第一百天=2014-04-10

LocalTime

LocalTime是一個不可變的類,它的實例代表一個符合人類可讀格式的時間,默認格式是hh:mm:ss.zzz。像LocalDate一樣,該類也提供了時區支持,同時也可以傳入小時、分鐘和秒等輸入參數創建實例,我們來看一個簡單的程序,演示該類的使用方法。

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);

    }

}

當運行以上程序時,可以看到如下輸出。

Current Time=16:19:00.232
Specific Time of Day=12:20:25.000000040
Current Time in IST=13:49:00.233
10000th second time= 02:46:40

LocalDateTime

LocalDateTime是一個不可變的日期-時間對象,它表示一組日期-時間,默認格式是yyyy-MM-dd-HH-mm-ss.zzz。它提供了一個工廠方法,通過接收LocalDate和LocalTime輸入參數,來創建LocalDateTime實例。我們來看一個簡單的例子。

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);

    }

}
在所有這三個例子中,我們已經看到如果我們提供了無效的參數去創建日期/時間,那么系統會拋出java.time.DateTimeException,這是一種運行時異常,我們并不需要顯式地捕獲它。同時我們也看到,能夠通過傳入ZoneId得到日期/時間數據,你可以從它的Javadoc中得到支持的Zoneid的列表,當運行以上類時,可以得到以下輸出。
Current DateTime=2016-10-17T16:22:19.453
Current DateTime=2016-10-17T16:22:19.453
Specific Date=2014-01-01T10:10:30
Current Date in IST=2016-10-17T13:52:19.454
10000th second time from 01/01/1970= 1970-01-01T02:46:40

Instant

Instant類是用在機器可讀的時間格式上的,它以Unix時間戳的形式存儲日期時間,我們來看一個簡單的程序。

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);
    }

}

輸出結果如下:

Current Timestamp = 2016-10-17T08:25:08.069Z
Specific Time = 2016-10-17T08:25:08.069Z
PT720H

JAVA 8日期/時間工具方法

我們早些時候提到過,大多數日期/時間API類都實現了一系列工具方法,如:加/減天數、周數、月份數,等等。還有其他的工具方法能夠使用TemporalAdjuster調整日期,并計算兩個日期間的周期。

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());
    }
}

上述程序的輸出是:

Year 2016 is Leap Year? true
Today is before 01/01/2015? false
Current Time=2016-10-17T16:30:30.743
10 days after today will be 2016-10-27
3 weeks after today will be 2016-11-07
20 months after today will be 2018-06-17
10 days before today will be 2016-10-07
3 weeks before today will be 2016-09-26
20 months before today will be 2015-02-17
First date of this month= 2016-10-01
Last date of this year= 2016-12-31
Period Format= P2M14D
Months remaining in the year= 2

解析和格式化

將一個日期格式轉換為不同的格式,之后再解析一個字符串,得到日期時間對象,這些都是很常見的。我們來看一下簡單的例子。

import java.time.Instant;
import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

public class DateParseFormatExample
{

    public static void main(String[] args)
    {

        // 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::四月::2014 21::39::48",
            DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu HH::mm::ss"));
        System.out.println("Default format after parsing = " + dt);
    }

}

當運行以上程序時,可以看到如下輸出:

Default format of LocalDate=2016-10-17
17::十月::2016
20161017
Default format of LocalDateTime=2016-10-17T16:37:47.846
17::十月::2016 16::37::47
20161017
Default format of Instant=2016-10-17T08:37:47.847Z
Default format after parsing = 2014-04-27T21:39:48

舊的日期時間支持

舊的日期/時間類已經在幾乎所有的應用程序中使用,因此做到向下兼容是必須的。這也是為什么會有若干工具方法幫助我們將舊的類轉換為新的類,反之亦然。我們來看一下簡單的例子。

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);

    }

}

當運行以上程序時,可以看到如下輸出。

Date = 2016-10-17T01:39:34.121
2016-10-17T08:39:34.176Z
Asia/Shanghai
2016-10-17T16:39:34.191+08:00[Asia/Shanghai]
Mon Oct 17 16:39:34 CST 2016
sun.util.calendar.ZoneInfo[id="Asia/Shanghai",offset=28800000,dstSavings=0,useDaylight=false,transitions=19,lastRule=null]
java.util.GregorianCalendar[time=1476693574191,areFieldsSet=true,areAllFieldsSet=true,lenient=true,zone=sun.util.calendar.ZoneInfo[id="Asia/Shanghai",offset=28800000,dstSavings=0,useDaylight=false,transitions=19,lastRule=null],firstDayOfWeek=2,minimalDaysInFirstWeek=4,ERA=1,YEAR=2016,MONTH=9,WEEK_OF_YEAR=42,WEEK_OF_MONTH=3,DAY_OF_MONTH=17,DAY_OF_YEAR=291,DAY_OF_WEEK=2,DAY_OF_WEEK_IN_MONTH=3,AM_PM=1,HOUR=4,HOUR_OF_DAY=16,MINUTE=39,SECOND=34,MILLISECOND=191,ZONE_OFFSET=28800000,DST_OFFSET=0]
你可以看到,舊的TimeZone和GregorianCalendar類的toString()方法太啰嗦了,一點都不友好。

結語

這就是所有的Java 8 日期/時間API的內容,我非常喜歡這個API,它易于使用,同時它采取了某項工作,使相似的方法也易于尋找,雖然從舊的類轉移到新的日期時間類需要消耗一定的時間,但我相信這是值得的。

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