Java 8新特性探究(7):深入解析日期和時間-JSR310
博客一個月沒更新了，這次給大家講下java8時間與日期API。
眾所周知，日期是商業邏輯計算一個關鍵的部分，任何企業應用程序都需要處理時間問題。應用程序需要知道當前的時間點和下一個時間點，有時它們還必須計算這兩個時間點之間的路徑。但java之前的日期做法太令人惡心了，我們先來吐槽一下
吐槽java.util.Date跟Calendar
Tiago Fernandez做過一次投票，選舉最爛的JAVA API，排***的EJB2.X，第二的就是日期API。
槽點一
最開始的時候，Date既要承載日期信息，又要做日期之間的轉換，還要做不同日期格式的顯示，職責較繁雜（不懂單一職責，你媽媽知道嗎？純屬惡搞~哈哈）
后來從JDK 1.1 開始，這三項職責分開了：
-
使用Calendar類實現日期和時間字段之間轉換；
-
使用DateFormat類來格式化和分析日期字符串；
-
而Date只用來承載日期和時間信息。
原有Date中的相應方法已廢棄。不過，無論是Date，還是Calendar，都用著太不方便了，這是API沒有設計好的地方。
槽點二
坑爹的year和month
- Date date = new Date(2012,1,1);
- System.out.println(date);
- 輸出Thu Feb 01 00:00:00 CST 3912
觀察輸出結果，year是2012+1900，而month，月份參數我不是給了1嗎？怎么輸出二月（Feb）了？
應該曾有人告訴你，如果你要設置日期，應該使用 java.util.Calendar，像這樣...
- Calendar calendar = Calendar.getInstance();
- calendar.set(2013, 8, 2);
這樣寫又不對了，calendar的month也是從0開始的，表達8月份應該用7這個數字，要么就干脆用枚舉
- calendar.set(2013, Calendar.AUGUST, 2);
注意上面的代碼，Calendar年份的傳值不需要減去1900（當然月份的定義和Date還是一樣），這種不一致真是讓人抓狂！
有些人可能知道，Calendar相關的API是IBM捐出去的，所以才導致不一致。
槽點三
java.util.Date與java.util.Calendar中的所有屬性都是可變的
下面的代碼，計算兩個日期之間的天數....
- public static void main(String[] args) {
- Calendar birth = Calendar.getInstance();
- birth.set(1975, Calendar.MAY, 26);
- Calendar now = Calendar.getInstance();
- System.out.println(daysBetween(birth, now));
- System.out.println(daysBetween(birth, now)); // 顯示 0？
- }
- public static long daysBetween(Calendar begin, Calendar end) {
- long daysBetween = 0;
- while(begin.before(end)) {
- begin.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 1);
- daysBetween++;
- }
- return daysBetween;
- }
daysBetween有點問題，如果連續計算兩個Date實例的話，第二次會取得0，因為Calendar狀態是可變的，考慮到重復計算的場合，***復制一個新的Calendar
- public static long daysBetween(Calendar begin, Calendar end) {
- Calendar calendar = (Calendar) begin.clone(); // 復制
- long daysBetween = 0;
- while(calendar.before(end)) {
- calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 1);
- daysBetween++;
- }
- return daysBetween;
- }
JSR310
以上種種，導致目前有些第三方的java日期庫誕生，比如廣泛使用的JODA-TIME，還有Date4j等，雖然第三方庫已經足夠強大，好用，但還是有兼容問題的，比如標準的JSF日期轉換器與joda-time API就不兼容，你需要編寫自己的轉換器，所以標準的API還是必須的，于是就有了JSR310。
JSR 310實際上有兩個日期概念。***個是Instant，它大致對應于java.util.Date類，因為它代表了一個確定的時間點，即相對于標準Java紀元（1970年1月1日）的偏移量；但與java.util.Date類不同的是其精確到了納秒級別。
第二個對應于人類自身的觀念，比如LocalDate和LocalTime。他們代表了一般的時區概念，要么是日期（不包含時間），要么是時間（不包含日期），類似于java.sql的表示方式。此外，還有一個MonthDay，它可以存儲某人的生日（不包含年份）。每個類都在內部存儲正確的數據而不是像java.util.Date那樣利用午夜12點來區分日期，利用1970-01-01來表示時間。
目前Java8已經實現了JSR310的全部內容。新增了java.time包定義的類表示了日期-時間概念的規則，包括instants, durations, dates, times, time-zones and periods。這些都是基于ISO日歷系統，它又是遵循 Gregorian規則的。最重要的一點是值不可變，且線程安全，通過下面一張圖，我們快速看下java.time包下的一些主要的類的值的格式，方便理解。
方法概覽
該包的API提供了大量相關的方法，這些方法一般有一致的方法前綴：
of：靜態工廠方法。
parse：靜態工廠方法，關注于解析。
get：獲取某些東西的值。
is：檢查某些東西的是否是true。
with：不可變的setter等價物。
plus：加一些量到某個對象。
minus：從某個對象減去一些量。
to：轉換到另一個類型。
at：把這個對象與另一個對象組合起來，例如： date.atTime(time)。
與舊的API對應關系
簡單使用java.time的API
參考http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/1994164 被我揉在一起，可讀性很差，相應的代碼都有注釋了，我就不過多解釋了。
- public class TimeIntroduction {
- public static void testClock() throws InterruptedException {
- //時鐘提供給我們用于訪問某個特定 時區的 瞬時時間、日期 和 時間的。
- Clock c1 = Clock.systemUTC(); //系統默認UTC時鐘（當前瞬時時間 System.currentTimeMillis()）
- System.out.println(c1.millis()); //每次調用將返回當前瞬時時間（UTC）
- Clock c2 = Clock.systemDefaultZone(); //系統默認時區時鐘（當前瞬時時間）
- Clock c31 = Clock.system(ZoneId.of("Europe/Paris")); //巴黎時區
- System.out.println(c31.millis()); //每次調用將返回當前瞬時時間（UTC）
- Clock c32 = Clock.system(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));//上海時區
- System.out.println(c32.millis());//每次調用將返回當前瞬時時間（UTC）
- Clock c4 = Clock.fixed(Instant.now(), ZoneId.of("Asia/Shanghai"));//固定上海時區時鐘
- System.out.println(c4.millis());
- Thread.sleep(1000);
- System.out.println(c4.millis()); //不變 即時鐘時鐘在那一個點不動
- Clock c5 = Clock.offset(c1, Duration.ofSeconds(2)); //相對于系統默認時鐘兩秒的時鐘
- System.out.println(c1.millis());
- System.out.println(c5.millis());
- }
- public static void testInstant() {
- //瞬時時間 相當于以前的System.currentTimeMillis()
- Instant instant1 = Instant.now();
- System.out.println(instant1.getEpochSecond());//精確到秒 得到相對于1970-01-01 00:00:00 UTC的一個時間
- System.out.println(instant1.toEpochMilli()); //精確到毫秒
- Clock clock1 = Clock.systemUTC(); //獲取系統UTC默認時鐘
- Instant instant2 = Instant.now(clock1);//得到時鐘的瞬時時間
- System.out.println(instant2.toEpochMilli());
- Clock clock2 = Clock.fixed(instant1, ZoneId.systemDefault()); //固定瞬時時間時鐘
- Instant instant3 = Instant.now(clock2);//得到時鐘的瞬時時間
- System.out.println(instant3.toEpochMilli());//equals instant1
- }
- public static void testLocalDateTime() {
- //使用默認時區時鐘瞬時時間創建 Clock.systemDefaultZone() -->即相對于 ZoneId.systemDefault()默認時區
- LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
- System.out.println(now);
- //自定義時區
- LocalDateTime now2 = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Europe/Paris"));
- System.out.println(now2);//會以相應的時區顯示日期
- //自定義時鐘
- Clock clock = Clock.system(ZoneId.of("Asia/Dhaka"));
- LocalDateTime now3 = LocalDateTime.now(clock);
- System.out.println(now3);//會以相應的時區顯示日期
- //不需要寫什么相對時間 如java.util.Date 年是相對于1900 月是從0開始
- //2013-12-31 23:59
- LocalDateTime d1 = LocalDateTime.of(2013, 12, 31, 23, 59);
- //年月日 時分秒 納秒
- LocalDateTime d2 = LocalDateTime.of(2013, 12, 31, 23, 59, 59, 11);
- //使用瞬時時間 + 時區
- Instant instant = Instant.now();
- LocalDateTime d3 = LocalDateTime.ofInstant(Instant.now(), ZoneId.systemDefault());
- System.out.println(d3);
- //解析String--->LocalDateTime
- LocalDateTime d4 = LocalDateTime.parse("2013-12-31T23:59");
- System.out.println(d4);
- LocalDateTime d5 = LocalDateTime.parse("2013-12-31T23:59:59.999");//999毫秒 等價于999000000納秒
- System.out.println(d5);
- //使用DateTimeFormatter API 解析 和 格式化
- DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");
- LocalDateTime d6 = LocalDateTime.parse("2013/12/31 23:59:59", formatter);
- System.out.println(formatter.format(d6));
- //時間獲取
- System.out.println(d6.getYear());
- System.out.println(d6.getMonth());
- System.out.println(d6.getDayOfYear());
- System.out.println(d6.getDayOfMonth());
- System.out.println(d6.getDayOfWeek());
- System.out.println(d6.getHour());
- System.out.println(d6.getMinute());
- System.out.println(d6.getSecond());
- System.out.println(d6.getNano());
- //時間增減
- LocalDateTime d7 = d6.minusDays(1);
- LocalDateTime d8 = d7.plus(1, IsoFields.QUARTER_YEARS);
- //LocalDate 即年月日 無時分秒
- //LocalTime即時分秒 無年月日
- //API和LocalDateTime類似就不演示了
- }
- public static void testZonedDateTime() {
- //即帶有時區的date-time 存儲納秒、時區和時差（避免與本地date-time歧義）。
- //API和LocalDateTime類似，只是多了時差(如2013-12-20T10:35:50.711+08:00[Asia/Shanghai])
- ZonedDateTime now = ZonedDateTime.now();
- System.out.println(now);
- ZonedDateTime now2 = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("Europe/Paris"));
- System.out.println(now2);
- //其他的用法也是類似的 就不介紹了
- ZonedDateTime z1 = ZonedDateTime.parse("2013-12-31T23:59:59Z[Europe/Paris]");
- System.out.println(z1);
- }
- public static void testDuration() {
- //表示兩個瞬時時間的時間段
- Duration d1 = Duration.between(Instant.ofEpochMilli(System.currentTimeMillis() - 12323123), Instant.now());
- //得到相應的時差
- System.out.println(d1.toDays());
- System.out.println(d1.toHours());
- System.out.println(d1.toMinutes());
- System.out.println(d1.toMillis());
- System.out.println(d1.toNanos());
- //1天時差 類似的還有如ofHours()
- Duration d2 = Duration.ofDays(1);
- System.out.println(d2.toDays());
- }
- public static void testChronology() {
- //提供對java.util.Calendar的替換，提供對年歷系統的支持
- Chronology c = HijrahChronology.INSTANCE;
- ChronoLocalDateTime d = c.localDateTime(LocalDateTime.now());
- System.out.println(d);
- }
- /**
- * 新舊日期轉換
- */
- public static void testNewOldDateConversion(){
- Instant instant=new Date().toInstant();
- Date date=Date.from(instant);
- System.out.println(instant);
- System.out.println(date);
- }
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- testClock();
- testInstant();
- testLocalDateTime();
- testZonedDateTime();
- testDuration();
- testChronology();
- testNewOldDateConversion();
- }
- }
與Joda-Time的區別
其實JSR310的規范***Stephen Colebourne，同時也是Joda-Time的創建者，JSR310是在Joda-Time的基礎上建立的，參考了絕大部分的API，但并不是說JSR310=JODA-Time，下面幾個比較明顯的區別是
-
最明顯的變化就是包名（從org.joda.time以及java.time）
-
JSR310不接受NULL值，Joda-Time視NULL值為0
-
JSR310的計算機相關的時間（Instant）和與人類相關的時間（DateTime）之間的差別變得更明顯
-
JSR310所有拋出的異常都是DateTimeException的子類。雖然DateTimeException是一個RuntimeException
總結
對比舊的日期API
Java.time Java.util.Calendar以及Date
流暢的API 不流暢的API
實例不可變 實例可變
線程安全 非線程安全
日期與時間處理API，在各種語言中，可能都只是個不起眼的API，如果你沒有較復雜的時間處理需求，可能只是利用日期與時間處理API取得系統時間，簡單做些顯示罷了，然而如果認真看待日期與時間，其復雜程度可能會遠超過你的想象，天文、地理、歷史、政治、文化等因素，都會影響到你對時間的處理。所以在處理時間上，***選用JSR310（如果你用java8的話就實現310了），或者Joda-Time。
不止是java面臨時間處理的尷尬，其他語言同樣也遇到過類似的問題，比如
Arrow：Python 中更好的日期與時間處理庫
Moment.js：JavaScript 中的日期庫
Noda-Time：.NET 陣營的 Joda-Time 的復制
