Java8 日期/時(shí)間（Date Time）API指南

作者：Justin Wu 2014-12-22 10:14:31

Java 8日期/時(shí)間（ Date/Time）API是開發(fā)人員最受追捧的變化之一，Java從一開始就沒有對日期時(shí)間處理的一致性方法，因此日期/時(shí)間API也是除Java核心API以外另一項(xiàng)倍受歡迎的內(nèi)容。

為什么我們需要新的Java日期/時(shí)間API？

在開始研究Java 8日期/時(shí)間API之前，讓我們先來看一下為什么我們需要這樣一個(gè)新的API。在Java中，現(xiàn)有的與日期和時(shí)間相關(guān)的類存在諸多問題，其中有：

Java的日期/時(shí)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(shí)包含日期和時(shí)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(gè)類都有相同的名字，這本身就是一個(gè)非常糟糕的設(shè)計(jì)。
對于時(shí)間、時(shí)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***的問題之一。
日期類并不提供國際化，沒有時(shí)區(qū)支持，因此Java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(xiàn)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(jīng)很清晰地表明：Java需要一個(gè)健壯的日期/時(shí)間類。這也是為什么Joda Time在Java日期/時(shí)間需求中扮演了高質(zhì)量替換的重要角色。

Java 8日期/時(shí)間API

Java 8日期/時(shí)間API是JSR-310的實(shí)現(xiàn)，它的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是克服舊的日期時(shí)間實(shí)現(xiàn)中所有的缺陷，新的日期/時(shí)間API的一些設(shè)計(jì)原則是：

不變性：新的日期/時(shí)間API中，所有的類都是不可變的，這對多線程環(huán)境有好處。
關(guān)注點(diǎn)分離：新的API將人可讀的日期時(shí)間和機(jī)器時(shí)間（unix timestamp）明確分離，它為日期（Date）、時(shí)間（Time）、日期時(shí)間（DateTime）、時(shí)間戳（unix timestamp）以及時(shí)區(qū)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(gè)例子，要拿到當(dāng)前實(shí)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(gè)獨(dú)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(gè)類的方法，與其他類協(xié)同工作并不困難。
實(shí)用操作：所有新的日期/時(shí)間API類都實(shí)現(xiàn)了一系列方法用以完成通用的任務(wù)，如：加、減、格式化、解析、從日期/時(shí)間中提取單獨(dú)部分，等等。
可擴(kuò)展性：新的日期/時(shí)間API是工作在ISO-8601日歷系統(tǒng)上的，但我們也可以將其應(yīng)用在非IOS的日歷上。

Java日期/時(shí)間API包

Java日期/時(shí)間API包含以下相應(yīng)的包。

java.time包：這是新的Java日期/時(shí)間API的基礎(chǔ)包，所有的主要基礎(chǔ)類都是這個(gè)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，在絕大多數(shù)情況下，這些類能夠有效地處理一些公共的需求。
java.time.chrono包：這個(gè)包為非ISO的日歷系統(tǒng)定義了一些泛化的API，我們可以擴(kuò)展AbstractChronology類來創(chuàng)建自己的日歷系統(tǒng)。
java.time.format包：這個(gè)包包含能夠格式化和解析日期時(shí)間對象的類，在絕大多數(shù)情況下，我們不應(yīng)該直接使用它們，因?yàn)閖ava.time包中相應(yīng)的類已經(jīng)提供了格式化和解析的方法。
java.time.temporal包：這個(gè)包包含一些時(shí)態(tài)對象，我們可以用其找出關(guān)于日期/時(shí)間對象的某個(gè)特定日期或時(shí)間，比如說，可以找到某月的***天或***一天。你可以非常容易地認(rèn)出這些方法，因?yàn)樗鼈兌季哂?ldquo;withXXX”的格式。
java.time.zone包：這個(gè)包包含支持不同時(shí)區(qū)以及相關(guān)規(guī)則的類。

Java日期/時(shí)間API示例

我們已經(jīng)瀏覽了Java日期/時(shí)間API的大多數(shù)重要部分，現(xiàn)在是時(shí)候根據(jù)示例仔細(xì)看一下最重要的一些類了。

1. java.time.LocalDate：LocalDate是一個(gè)不可變的類，它表示默認(rèn)格式(yyyy-MM-dd)的日期，我們可以使用now()方法得到當(dāng)前時(shí)間，也可以提供輸入年份、月份和日期的輸入?yún)?shù)來創(chuàng)建一個(gè)LocalDate實(shí)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(shí)區(qū)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(gè)簡單的例子。

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); 
    } 
  
}

示例方法的詳解都包含在注釋內(nèi)，當(dāng)我們運(yùn)行程序時(shí)，可以得到以下輸出：

Current Date=2014-04-28 
Specific Date=2014-01-01 
Current Date in IST=2014-04-29 
365th day from base date= 1971-01-01 
100th day of 2014=2014-04-10

2. java.time.LocalTime：LocalTime是一個(gè)不可變的類，它的實(shí)例代表一個(gè)符合人類可讀格式的時(shí)間，默認(rèn)格式是hh:mm:ss.zzz。像LocalDate一樣，該類也提供了時(shí)區(qū)支持，同時(shí)也可以傳入小時(shí)、分鐘和秒等輸入?yún)?shù)創(chuàng)建實(shí)例，我們來看一個(gè)簡單的程序，演示該類的使用方法。

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); 
  
    } 
  
}

當(dāng)運(yùn)行以上程序時(shí)，可以看到如下輸出。

Current Time=15:51:45.240 
Specific Time of Day=12:20:25.000000040 
Current Time in IST=04:21:45.276 
10000th second time= 02:46:40

3. java.time.LocalDateTime：LocalDateTime是一個(gè)不可變的日期-時(shí)間對象，它表示一組日期-時(shí)間，默認(rèn)格式是yyyy-MM-dd-HH-mm-ss.zzz。它提供了一個(gè)工廠方法，接收LocalDate和LocalTime輸入?yún)?shù)，創(chuàng)建LocalDateTime實(shí)例。我們來看一個(gè)簡單的例子。

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); 
  
    } 
  
}

在所有這三個(gè)例子中，我們已經(jīng)看到如果我們提供了無效的參數(shù)去創(chuàng)建日期/時(shí)間，那么系統(tǒng)會(huì)拋出java.time.DateTimeException，這是一種運(yùn)行時(shí)異常，我們并不需要顯式地捕獲它。

同時(shí)我們也看到，能夠通過傳入ZoneId得到日期/時(shí)間數(shù)據(jù)，你可以從它的Javadoc中得到支持的Zoneid的列表，當(dāng)運(yùn)行以上類時(shí)，可以得到以下輸出。

Current DateTime=2014-04-28T16:00:49.455 
Current DateTime=2014-04-28T16:00:49.493 
Specific Date=2014-01-01T10:10:30 
Current Date in IST=2014-04-29T04:30:49.493 
10000th second time from 01/01/1970= 1970-01-01T02:46:40

4. java.time.Instant：Instant類是用在機(jī)器可讀的時(shí)間格式上的，它以Unix時(shí)間戳的形式存儲(chǔ)日期時(shí)間，我們來看一個(gè)簡單的程序。

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); 
    } 
  
}

<span style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px;">上述程序的輸出是：</span>

Current Timestamp = 2014-04-28T23:20:08.489Z 
Specific Time = 2014-04-28T23:20:08.489Z 
PT720H

5. 日期API工具：我們早些時(shí)候提到過，大多數(shù)日期/時(shí)間API類都實(shí)現(xiàn)了一系列工具方法，如：加/減天數(shù)、周數(shù)、月份數(shù)，等等。還有其他的工具方法能夠使用TemporalAdjuster調(diào)整日期，并計(jì)算兩個(gè)日期間的周期。

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());         
    } 
}

上述程序的輸出是：

Year 2014 is Leap Year? false 
Today is before 01/01/2015? true 
Current Time=2014-04-28T16:23:53.154 
10 days after today will be 2014-05-08 
3 weeks after today will be 2014-05-19 
20 months after today will be 2015-12-28 
10 days before today will be 2014-04-18 
3 weeks before today will be 2014-04-07 
20 months before today will be 2012-08-28 
First date of this month= 2014-04-01 
Last date of this year= 2014-12-31 
Period Format= P8M3D 
Months remaining in the year= 8

6. 解析和格式化：將一個(gè)日期格式轉(zhuǎn)換為不同的格式，之后再解析一個(gè)字符串，得到日期時(shí)間對象，這些都是很常見的。我們來看一下簡單的例子。

package com.journaldev.java8.time; 
  
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::Apr::2014 21::39::48", 
                DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu HH::mm::ss")); 
        System.out.println("Default format after parsing = "+dt); 
    } 
  
}

當(dāng)運(yùn)行以上程序時(shí)，可以看到如下輸出。

7. 舊的日期時(shí)間支持：舊的日期/時(shí)間類已經(jīng)在幾乎所有的應(yīng)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(huì)有若干工具方法幫助我們將舊的類轉(zhuǎn)換為新的類，反之亦然。我們來看一下簡單的例子。

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); 
  
    } 
  
}

當(dāng)運(yùn)行以上程序時(shí)，可以看到如下輸出。

Date = 2014-04-28T16:28:54.340 
2014-04-28T23:28:54.395Z 
America/Los_Angeles 
2014-04-28T16:28:54.404-07:00[America/Los_Angeles] 
Mon Apr 28 16:28:54 PDT 2014 
sun.util.calendar.ZoneInfo[id="America/Los_Angeles",offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,transitions=185,lastRule=java.util.SimpleTimeZone[id=America/Los_Angeles,offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,startYear=0,startMode=3,startMonth=2,startDay=8,startDayOfWeek=1,startTime=7200000,startTimeMode=0,endMode=3,endMonth=10,endDay=1,endDayOfWeek=1,endTime=7200000,endTimeMode=0]] 
java.util.GregorianCalendar[time=1398727734404,areFieldsSet=true,areAllFieldsSet=true,lenient=true,zone=sun.util.calendar.ZoneInfo[id="America/Los_Angeles",offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,transitions=185,lastRule=java.util.SimpleTimeZone[id=America/Los_Angeles,offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,startYear=0,startMode=3,startMonth=2,startDay=8,startDayOfWeek=1,startTime=7200000,startTimeMode=0,endMode=3,endMonth=10,endDay=1,endDayOfWeek=1,endTime=7200000,endTimeMode=0]],firstDayOfWeek=2,minimalDaysInFirstWeek=4,ERA=1,YEAR=2014,MONTH=3,WEEK_OF_YEAR=18,WEEK_OF_MONTH=5,DAY_OF_MONTH=28,DAY_OF_YEAR=118,DAY_OF_WEEK=2,DAY_OF_WEEK_IN_MONTH=4,AM_PM=1,HOUR=4,HOUR_OF_DAY=16,MINUTE=28,SECOND=54,MILLISECOND=404,ZONE_OFFSET=-28800000,DST_OFFSET=3600000]