Java 時間與日期處理

作者：張梓雄 2017-07-27 15:50:19

GMT 即「格林威治標準時間」( Greenwich Mean Time，簡稱 G.M.T. )，指位于英國倫敦郊區的皇家格林威治天文臺的標準時間，因為本初子午線被定義為通過那里的經線。然而由于地球的不規則自轉，導致 GMT 時間有誤差，因此目前已不被當作標準時間使用。

[[198241]]

Java 時間與日期處理從屬于筆者的現代 Java 開發系列文章，涉及到的引用資料聲明在Java 學習與實踐資料索引中。

Java 時間與日期處理

在 Java 8 之前，我們最常見的時間與日期處理相關的類就是 Date、Calendar 以及 SimpleDateFormatter 等等。不過 java.util.Date 也是被詬病已久，它包含了日期、時間、毫秒數等眾多繁雜的信息，其內部利用午夜 12 點來區分日期，利用 1970-01-01 來計算時間;并且其月份從 0 開始計數，而且用于獲得年、月、日等信息的接口也是太不直觀。除此之外，java.util.Date與 SimpleDateFormatter 都不是類型安全的，而 JSR-310 中的 LocalDate 與 LocalTime 等則是不變類型，更加適合于并發編程。JSR 310 實際上有兩個日期概念。第一個是 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。另一個則是 LocalDate、LocalTime 以及 LocalDateTime 這樣代表了一般時區概念、易于理解的對象。

Class / TypeDescriptionYearRepresents a year.YearMonthA month within a specific year.LocalDateA date without an explicitly specified time zone.LocalTimeA time without an explicitly specified time zone.LocalDateTimeA combination date and time without an explicitly specified time zone.

最新 JDBC 映射將把數據庫的日期類型和 Java 8 的新類型關聯起來：

SQLJavadateLocalDatetimeLocalTimetimestampLocalDateTimedatetimeLocalDateTime

時間與日期基礎概念

標準時間

GMT 即「格林威治標準時間」( Greenwich Mean Time，簡稱 G.M.T. )，指位于英國倫敦郊區的皇家格林威治天文臺的標準時間，因為本初子午線被定義為通過那里的經線。然而由于地球的不規則自轉，導致 GMT 時間有誤差，因此目前已不被當作標準時間使用。UTC 是最主要的世界時間標準，是經過平均太陽時(以格林威治時間 GMT 為準)、地軸運動修正后的新時標以及以「秒」為單位的國際原子時所綜合精算而成的時間。UTC 比 GMT 來得更加精準。其誤差值必須保持在 0.9 秒以內，若大于 0.9 秒則由位于巴黎的國際地球自轉事務中央局發布閏秒，使 UTC 與地球自轉周期一致。不過日常使用中，GMT 與 UTC 的功能與精確度是沒有差別的。協調世界時區會使用 “Z” 來表示。而在航空上，所有使用的時間劃一規定是協調世界時。而且 Z 在無線電中應讀作 “Zulu”(可參見北約音標字母)，協調世界時也會被稱為 “Zulu time”。

TimeZone&UTC Offsets: 時區與偏移

人們經常會把時區與 UTC 偏移量搞混，UTC 偏移量代表了某個具體的時間值與 UTC 時間之間的差異，通常用 HH:mm 形式表述。而 TimeZone 則表示某個地理區域，某個 TimeZone 中往往會包含多個偏移量，而多個時區可能在一年的某些時間有相同的偏移量。譬如 America/Chicago, America/Denver, 以及 America/Belize 在一年中不同的時間都會包含 -06:00 這個偏移。

時間戳

Unix 時間戳表示當前時間到 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 對應的秒數。注意，JavaScript 內的時間戳指的是當前時間到 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 對應的毫秒數，和 Unix 時間戳不是一個概念，后者表示秒數，差了 1000 倍。

時間數字字符串格式

RFC2822

YYYY/MM/DD HH:MM:SS ± timezone(時區用4位數字表示) 
 
// eg 1992/02/12 12:23:22+0800

ISO 8601

國際標準化組織的國際標準 ISO 8601 是日期和時間的表示方法，全稱為《數據存儲和交換形式·信息交換·日期和時間的表示方法》。目前最新為第三版 ISO8601:2004，第一版為 ISO8601:1988，第二版為 ISO8601:2000。年由 4 位數組成，以公歷公元 1 年為 0001 年，以公元前 1 年為 0000 年，公元前 2 年為 -0001 年，其他以此類推。應用其他紀年法要換算成公歷，但如果發送和接受信息的雙方有共同一致同意的其他紀年法，可以自行應用。

YYYY-MM-DDThh:mm:ss ± timezone(時區用HH:MM表示) 
1997-07-16T08:20:30Z 
// “Z”表示UTC標準時區，即"00:00",所以這里表示零時區的`1997年7月16日08時20分30秒` 
//轉換成位于東八區的北京時間則為`1997年7月17日16時20分30秒` 
1997-07-16T19:20:30+01:00 
// 表示東一區的1997年7月16日19時20秒30分，轉換成UTC標準時間的話是1997-07-16T18:20:30Z

時間戳

// 利用系統標準時間創建 
Timestamp timestamp = new Timestamp(System.currentTimeMillis()); 
 
// 從 Date 對象中創建 
new Timestamp((new Date()).getTime()); 
 
// 獲取自 1970-01-01 00:00:00 GMT 以來的毫秒數 
timestamp.getTime();

在 Java 8 中，即可以使用 java.time.Instant 來表示自從 1970-01-01T00:00:00Z 之后經過的標準時間：

// 基于靜態函數創建 
Instant instant = Instant.now(); 
 
// 基于 Date 或者毫秒數轉換 
Instant someInstant = someDate.toInstant(); 
Instant someInstant = Instant.ofEpochMilli(someDate.getTime()); 
 
// 基于 TimeStamp 轉換 
Instant instant = timestamp.toInstant(); 
 
// 從 LocalDate 轉化而來 
LocalDate.now().atStartOfDay().toInstant(ZoneOffset.UTC) 
 
// 從 LocalDateTime 轉化而來 
ldt.atZone(ZoneId.systemDefault()).toInstant(); 
 
// 獲取毫秒 
long timeStampMillis = instant.toEpochMilli(); 
 
// 獲取秒 
long timeStampSeconds = instant.getEpochSecond();

Clock 方便我們去讀取當前的日期與時間。Clock 可以根據不同的時區來進行創建，并且可以作為System.currentTimeMillis()的替代。這種指向時間軸的對象即是Instant類。Instants 可以被用于創建java.util.Date對象。

Clock clock = Clock.systemDefaultZone(); 
long millis = clock.millis(); 
 
Instant instant = clock.instant(); 
Date legacyDate = Date.from(instant);   // legacy java.util.Date

Date

// 默認創建 
Date date0 = new Date(); 
 
// 從 TimeStamp 中創建 
Date date1 = new Date(time); 
 
// 基于 Instant 創建 
Date date = Date.from(instant); 
 
// 從格式化字符串中獲取 
SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd"); 
java.util.Date dt=sdf.parse("2005-2-19"); 
 
// 從 LocalDateTime 中轉化而來 
Date out = Date.from(ldt.atZone(ZoneId.systemDefault()).toInstant());

基于 Date 的日期比較常常使用以下方式：

使用 getTime() 方法獲取兩個日期(自1970年1月1日經歷的毫秒數值)，然后比較這兩個值。
使用方法 before()，after() 和 equals()。例如，一個月的12號比18號早，則 new Date(99, 2, 12).before(new Date (99, 2, 18)) 返回true。
使用 compareTo() 方法，它是由 Comparable 接口定義的，Date 類實現了這個接口。

Calendar

Date 用于記錄某一個含日期的、精確到毫秒的時間。重點在代表一剎那的時間本身。 Calendar 用于將某一日期放到歷法中的互動——時間和年、月、日、星期、上午、下午、夏令時等這些歷法規定互相作用關系和互動。我們可以通過 Calendar 內置的構造器來創建實例：

Calendar.Builder builder =new Calendar.Builder(); 
Calendar calendar1 = builder.build(); 
Date date = calendar.getTime();

在 Calendar 中我們則能夠獲得較為直觀的年月日信息：

// 2017，不再是 2017 - 1900 = 117 
int year =calendar.get(Calendar.YEAR); 
 
int month=calendar.get(Calendar.MONTH)+1; 
 
int day =calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH); 
 
int hour =calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY); 
 
int minute =calendar.get(Calendar.MINUTE); 
 
int seconds =calendar.get(Calendar.SECOND);

除此之外，Calendar 還提供了一系列 set 方法來允許我們動態設置時間，還可以使用 add 等方法進行日期的加減。

SimpleDateFormat

SimpleDateFormat 用來進行簡單的數據格式化轉化操作：

Date dNow = new Date( );  
SimpleDateFormat ft = new SimpleDateFormat ("E yyyy.MM.dd 'at' hh:mm:ss a zzz");

LocalDateTime

LocalDate

// 取當前日期： 
LocalDate today = LocalDate.now(); 
 
// 根據年月日取日期，12月就是12： 
LocalDate crischristmas = LocalDate.of(2017, 5, 15);  
 
// 根據指定格式字符串取 
LocalDate endOfFeb = LocalDate.parse("2017-05-15"); // 嚴格按照ISO yyyy-MM-dd驗證，02寫成2都不行，當然也有一個重載方法允許自己定義格式 
LocalDate.parse("2014-02-29"); // 無效日期無法通過：DateTimeParseException: Invalid date 
 
// 通過自定義時間字符串格式獲取 
DateTimeFormatter germanFormatter = 
    DateTimeFormatter 
        .ofLocalizedDate(FormatStyle.MEDIUM) 
        .withLocale(Locale.GERMAN); 
 
LocalDate xmas = LocalDate.parse("24.12.2014", germanFormatter); 
System.out.println(xmas);   // 2014-12-24 
 
// 獲取其他時區下日期 
LocalDate localDate = LocalDate.now(ZoneId.of("GMT+02:30")); 
 
// 從 LocalDateTime 中獲取實例 
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now(); 
LocalDate localDate = localDateTime.toLocalDate();

日期操作

// 取本月第1天 
LocalDate firstDayOfThisMonth = today.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth()); // 2014-12-01 
 
// 取本月第2天 
LocalDate secondDayOfThisMonth = today.withDayOfMonth(2); // 2014-12-02 
 
// 取本月最后一天，再也不用計算是28，29，30還是31 
LocalDate lastDayOfThisMonth = today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth()); // 2014-12-31 
 
// 取下一天 
LocalDate firstDayOf2015 = lastDayOfThisMonth.plusDays(1); // 變成了2015-01-01 
 
// 取2015年1月第一個周一 
LocalDate firstMondayOf2015 = LocalDate.parse("2015-01-01").with(TemporalAdjusters.firstInMonth(DayOfWeek.MONDAY)); // 2015-01-05

LocalTime

// 獲取其他時區下時間 
LocalTime localTime = LocalTime.now(ZoneId.of("GMT+02:30")); 
 
// 從 LocalDateTime 中獲取實例 
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now(); 
LocalTime localTime = localDateTime.toLocalTime(); 
 
 
- 12:00 
- 12:01:02 
- 12:01:02.345

LocalDateTime

// 通過時間戳創建 
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochSecond(1450073569l), TimeZone.getDefault().toZoneId()); 
 
// 通過 Date 對象創建 
Date in = new Date(); 
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.ofInstant(in.toInstant(), ZoneId.systemDefault()); 
 
// 通過解析時間字符串創建 
DateTimeFormatter formatter = 
    DateTimeFormatter 
        .ofPattern("MMM dd, yyyy - HH:mm"); 
 
LocalDateTime parsed = LocalDateTime.parse("Nov 03, 2014 - 07:13", formatter); 
String string = formatter.format(parsed); 
System.out.println(string);     // Nov 03, 2014 - 07:13

獲取年、月、日等信息

LocalDateTime sylvester = LocalDateTime.of(2014, Month.DECEMBER, 31, 23, 59, 59); 
 
DayOfWeek dayOfWeek = sylvester.getDayOfWeek(); 
System.out.println(dayOfWeek);      // WEDNESDAY 
 
Month month = sylvester.getMonth(); 
System.out.println(month);          // DECEMBER 
 
long minuteOfDay = sylvester.getLong(ChronoField.MINUTE_OF_DAY); 
System.out.println(minuteOfDay);    // 1439

時間格式化展示

DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm"); 
LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.of(1986, Month.APRIL, 8, 12, 30); 
String formattedDateTime = dateTime.format(formatter); // "1986-04-08 12:30"

時間操作

localDateTime.plusDays(1); 
localDateTime.minusHours(2);

時區轉換

System.out.println(ZoneId.getAvailableZoneIds()); 
// prints all available timezone ids 
 
ZoneId zone1 = ZoneId.of("Europe/Berlin"); 
ZoneId zone2 = ZoneId.of("Brazil/East"); 
System.out.println(zone1.getRules()); 
System.out.println(zone2.getRules()); 
 
// ZoneRules[currentStandardOffset=+01:00] 
// ZoneRules[currentStandardOffset=-03:00] 
LocalDateTime ldt = ... 
ZonedDateTime zdt = ldt.atZone(ZoneId.systemDefault()); 
Date output = Date.from(zdt.toInstant()); 
ZoneId losAngeles = ZoneId.of("America/Los_Angeles"); 
ZoneId berlin = ZoneId.of("Europe/Berlin"); 
 
// 2014-02-20 12:00 
LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.of(2014, 02, 20, 12, 0); 
 
// 2014-02-20 12:00, Europe/Berlin (+01:00) 
ZonedDateTime berlinDateTime = ZonedDateTime.of(dateTime, berlin); 
 
// 2014-02-20 03:00, America/Los_Angeles (-08:00) 
ZonedDateTime losAngelesDateTime = berlinDateTime.withZoneSameInstant(losAngeles); 
 
int offsetInSeconds = losAngelesDateTime.getOffset().getTotalSeconds(); // -28800 
 
// a collection of all available zones 
Set<String> allZoneIds = ZoneId.getAvailableZoneIds(); 
 
// using offsets 
LocalDateTime date = LocalDateTime.of(2013, Month.JULY, 20, 3, 30); 
ZoneOffset offset = ZoneOffset.of("+05:00"); 
 
// 2013-07-20 03:30 +05:00 
OffsetDateTime plusFive = OffsetDateTime.of(date, offset); 
 
// 2013-07-19 20:30 -02:00 
OffsetDateTime minusTwo = plusFive.withOffsetSameInstant(ZoneOffset.ofHours(-2));

時差

Period 類以年月日來表示日期差，而 Duration 以秒與毫秒來表示時間差;Duration 適用于處理 Instant 與機器時間。

// periods 
 
LocalDate firstDate = LocalDate.of(2010, 5, 17); // 2010-05-17 
LocalDate secondDate = LocalDate.of(2015, 3, 7); // 2015-03-07 
Period period = Period.between(firstDate, secondDate); 
 
int days = period.getDays(); // 18 
int months = period.getMonths(); // 9 
int years = period.getYears(); // 4 
boolean isNegative = period.isNegative(); // false 
 
Period twoMonthsAndFiveDays = Period.ofMonths(2).plusDays(5); 
LocalDate sixthOfJanuary = LocalDate.of(2014, 1, 6); 
 
// add two months and five days to 2014-01-06, result is 2014-03-11 
LocalDate eleventhOfMarch = sixthOfJanuary.plus(twoMonthsAndFiveDays); 
 
 
// durations 
 
Instant firstInstant= Instant.ofEpochSecond( 1294881180 ); // 2011-01-13 01:13 
Instant secondInstant = Instant.ofEpochSecond(1294708260); // 2011-01-11 01:11 
 
Duration between = Duration.between(firstInstant, secondInstant); 
 
// negative because firstInstant is after secondInstant (-172920) 
long seconds = between.getSeconds(); 
 
// get absolute result in minutes (2882) 
long absoluteResult = between.abs().toMinutes(); 
 
// two hours in seconds (7200) 
long twoHoursInSeconds = Duration.ofHours(2).getSeconds();

【本文是51CTO專欄作者“張梓雄 ”的原創文章，如需轉載請通過51CTO與作者聯系】

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責任編輯：武曉燕來源： 51CTO專欄

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