从零开始学Java62之时间相关的类有哪些？

深藏阁楼爱情的钟 2023-10-09 22:38 28阅读 0赞

## 前言 ##

我们在开发时，除了数字、数学这样的常用API之外，还有日期时间类，更是会被经常使用。

比如我们项目中必备的日志功能，需要记录异常等信息产生的时间。还有数据库中的表，也经常需要带有日期时间字段，用于记录本条数据产生和更新的时间。另外当我们需要对某段代码进行调优时，也往往需要知道本段代码的执行时间是多长。诸如此类，项目中有很多地方都需要用到日期和时间，**所以今天必须带各位来学习一下相关的API有哪些。**

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全文大约 **【5400】字**，不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富的案例及配图，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考…

## 一. 概念简介 ##

在开始学习今天的知识之前，先给大家讲解一下与今天内容相关的一些概念，否则可能会让一些同学产生迷惑

### 1. 日期和时间的区别 ###

首先我们得搞清楚，日期和时间的概念并不一样。日期是指某一天，它不是连续变化的，可以说是离散的。

而时间有两种概念，一种是不带日期的时间，如10:30:01；另一种是带日期的时间，如2023-01-01 15:11:40。只有带日期的时间，才能唯一确定某个时刻，而不带日期的时间是无法确定一个唯一时刻的。

### 2. 本地时间 ###

本地时间其实就是每个地方，当前所在国家所采用的标准时间。

比如我们国家就是采用的北京时间，只要是在中国大陆，我们说晚上8:00见，这个8:00指的就是北京时间。即使我们国家的时区，其实包括了从东五区到东九区共5个时区，但我们全国都是统一采用的东八区的区时，这样各地区人员之间的交流才不会产生歧义。但如果是在别的国家，那这个本地时间，就是他们国家的标准区时了，所以每个国家的标准区时可能是不同的。

### 3. 时区表示法 ###

我们初中学地理的时候，就学过时区的概念，在这里就不多讲了。**在计算机中，如果我们想准确地确定一个时间，需要把本地时间和时区结合在一起才行。** 其中时区有如下几种表示方式：

1.  GMT或UTC加时区偏移表示法：如GMT+08:00 或 UTC+08:00，就表示东八区的时间。因为北京时区是东八区，领先UTC 8个小时，所以将UTC转换成北京时间时，要加上8小时。  
    GMT(Greenwich Mean Time)是格林威治标准时间，UTC(Universal Time Coordinated)是世界统一时间或世界标准时间，GMT和UTC其实基本是等价的，它们都是英国伦敦的本地时间。但UTC使用了更精确的原子钟计时，每隔几年会有一个闰秒，不过我们在开发时可以忽略两者的误差，因为计算机的时钟在联网时会自动与时间服务器同步时间。
2.  时区缩写表示法：如CST是China Standard Time的缩写，即中国标准时间。但CST也是美国中部时间Central Standard Time USA的缩写，因此有些缩写容易产生混淆，开发时尽量不要使用缩写形式。
3.  洲/城市表示法：如Asia/Shanghai，表示上海所在地的时区。我们要特别注意，城市名称并不是任意的城市，而是由国际标准组织规定的城市。

### 4. 本地化 ###

本地化并不只包括时间这一种信息，还包括一个国家或地区所采用的日期、时间、数字、货币等各种信息的格式，开发时通常使用Locale进行表示。Locale由“语言\_国家”的字母缩写构成，如“zh\_CN”就表示“中文+中国”，“en\_US”表示“英文+美国”。其中语言是小写，国家是大写。

而对于不同国家或地区的Locale日期部分来说，如中国和美国的本地时间表示方式如下：

> ● zh\_CN：2023-01-24
> 
> ● en\_US：01/24/2023

### 5. 夏令时 ###

**夏令时(Daylight Saving Time：DST)，也叫夏时制，又称“日光节约时制”，是一种为了节约能源而人为规定地方时间的制度。** 一般在天亮早的夏季人为将时间调快一小时，可以使人早起早睡，减少照明量，以充分利用光照资源，从而节约照明用电。

我们国家曾经实行过一段时间夏令时，但在1992年就废除了，不过美国人到现在还在使用。所以涉及到跨国应用开发时，相关时间的换算可能会有点复杂。因为涉及到夏令时，相同的时区，如果表示的方式不同，转换出的时间也是不同的。

### 6. Epoch Time时间起点 ###

Epoch Time是一个固定的通用时间，即世界标准时间(UTC) 1970-01-01 00:00:00 UTC，它是计算机里时间开始的起点，该起点被记为0，而1970年以前的时间被认为是负数。

我们知道，现实世界的时间谁也不知道是从什么时候开始的，但是计算机发明的时间并不长，为了方便大家进行各种开发和计算，于是国际标准委员会就给计算机设置了一个时间的起点。以这个时间为起点，每过去一秒，该数值就加1，这样我们就可以算出对应的公历时间日期(不包括闰秒)。Epoch Time在不同的编程语言中，会有几种不同的存储方式：

> ● 以秒为单位的整数：1574208900，缺点是精度只能到秒；
> 
> ● 以毫秒为单位的整数：1574208900123，最后3位表示毫秒数；
> 
> ● 以秒为单位的浮点数：1574208900.123，小数点后表示零点几秒。

### 7. 时间戳 ###

时间戳(timestamp)，也称为Unix时间 或 POSIX时间，它是一种时间表示方式。

表示从1970年1月1日0时0分0秒(格林尼治时间)开始，一直到现在所经过的秒数或毫秒数。在Java一般是用long类型来存储该值，但在别的编程语言中有可能是使用float类型。比如1574208900就表示从1970年1月1日零点开始，到2019年11月20日8点15分截止，一共经历了1574208900秒，所以换算成北京时间就是：1574208900 = 北京时间2019-11-20 8:15:00。如果我们要获取当前的时间戳，在Java中可以使用System.currentTimeMillis()方法。

从本质上来说，时间戳就是个时间差值，其值与时区无关。比如在UTC标准下，时间起点的时间戳就是timestamp = 0 = 1970-1-1 00:00:00 UTC+0:00，此时对应的北京时间是timestamp = 0 = 1970-1-1 08:00:00 UTC+8:00

**了解了以上这些基本概念之后，我们就可以继续往下学习今天其他的内容了。**

## 二. Date日期时间类 ##

### 1. 简介 ###

如果我们想在Java中获取当前的时间，可以使用 `java.util.Date类`和 `java.util.Calendar`类来实现。其中，Date类封装了系统的日期和时间信息，`Calendar`类则会根据系统的日历来填充Date对象。

java.util.Date是一个表示日期和时间的类，代表了系统特定的时间戳。它是按照UTC时间显示的，可以精确到毫秒，源码内部使用long类型进行时间的存储。我们要注意与java.sql.Date区分，后者是用在数据库中的类，且是按照本地时区显示的。Date对象表示的时间，其默认顺序是星期、月、日、小时、分、秒、年。

### 2. 构造方法 ###

java.util.Date类给我们提供了多个构造方法，如下图所示：

![在这里插入图片描述][fc096afa638946978dcde7a80a4e8eab.png_pic_center]

**但是一般在开发时，我们常用的也没有这么多，一般使用时如下形式：**

> ● Date()：创建Date对象并初始化，该对象可以获取本地的当前时间，该时间会精确到毫秒。
> 
> ● Date(long date)：构造一个Date对象，并接受一个从1970年1月1日起的毫秒数作为参数。

### 3. 常用API方法 ###

当我们构造出来一个Date对象之后，就可以使用它的一些API方法进行时间的操作了，这些常用的API方法如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>序号</th> 
   <th>方法和描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>boolean after(Date date)</td> 
   <td>若调用该方法的Date对象，在指定的日期之后，则返回true，否则返回false。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean before(Date date)</td> 
   <td>若调用此方法的Date对象，在指定的日期之前，则返回true，否则返回false。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int compareTo(Date date)</td> 
   <td>比较调用此方法的Date对象和指定的日期。若两者相等则返回0，若该对象在指定日期之前则返回负数，若该对象在指定日期之后则返回正数。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean equals(Object date)</td> 
   <td>若调用该方法的Date对象，和指定日期相等时则返回true，否则返回false。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long getTime( )</td> 
   <td>返回自1970年1月1日 00:00:00 GMT以来的毫秒数。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void setTime(long time)</td> 
   <td>用从1970年1月1日00:00:00 以后的time毫秒数，设置时间和日期。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>String toString( )</td> 
   <td>把该Date对象转换成dow mon dd hh:mm:ss zzz yyyy格式的字符串，其中dow是指一周中的某一天 (Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat)。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 4. 使用方法 ###

#### 4.1 基本使用 ####

接下来我们先通过一个简单的案例，来演示一下Date的基本用法。

import java.util.Date;
    public class Demo01 {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		//获取当前时间的时间戳
    		long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
    		System.out.println("时间戳="+currentTimeMillis);
    		
    		//获取当前时间对象
    		Date date=new Date();
    		//Sat Feb 11 12:04:03 IRKT 2023
    		System.out.println("当前时间="+date);
    		//转为字符串：Sat Feb 11 12:04:03 IRKT 2023
    		System.out.println("当前时间="+date.toString());
    		//转换为本地时区：2023年2月11日 下午12:04:03
    		System.out.println("当前时间，Locale="+date.toLocaleString());
    		//转换为GMT时区：11 Feb 2023 04:04:03 GMT
    		System.out.println("当前时间，GMT="+date.toGMTString());
    	}
    }

如果我们想获取当前时间的时间戳，可以使用System.currentTimeMillis()方法。构造出Date对象之后，我们可以直接打印该对象，就能展示出当前时间，但是这个格式并不一定符合我们中国人的阅读习惯，后面我们可以对日期进行格式化操作。

#### 4.2 其他用法 ####

除了上面这些基本用法之外，Date还有其他的一些用法。

import java.util.Date;
    public class Demo01 {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		//获取当前时间对象
    		Date date=new Date();
    		//获取年月日
    		System.out.println("年="+(date.getYear() + 1900)); // 必须加上1900
            System.out.println("月="+(date.getMonth() + 1)); // 0~11，必须加上1
            System.out.println("日="+date.getDate()); // 1~31，不能加1
            System.out.println("时="+date.getHours()); // 0~23
            System.out.println("分="+date.getMinutes()); // 0~59，不能加1
            System.out.println("秒="+date.getSeconds()); // 0~59，不能加1
            System.out.println("时间戳="+date.getTime()); // 时间戳，毫秒值
    		
    		//计算自己已经活了多少天，1990年01月31日
    		//构造对象的另一个方法，已过时。year:要减去1900，月份从0开始，0-11；日期是1-31
            Date d1 =  new Date(1990-1900, 2-1, 31);
            Date d2 = new Date();
            long time = d2.getTime() - d1.getTime();
            System.out.println("已活天数="+time/1000/60/60/24);
    
            
    	}
    }

另外我们还要注意，**getYear()方法返回的年份必须加上1900；getMonth()方法返回的月份是0-11，分别表示1-12月，所以要加1；而getDate()方法返回的日期范围是1~31，就不能加1。**

在打印本地时区表示的日期和时间时，不同的计算机可能会有不同的展示结果，后面我们可以使用SimpleDateFormat设置出我们想要的日期时间格式。

#### 4.3 统计时间差 ####

有时候我们要统计某个功能的执行时间，此时就可以用该功能结束时的时间，减去开始时的时间，得到一个时间差，这就是该功能的执行时间。

import java.util.Date;
    
    public class Demo03 {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		//获取当前时间对象
    		//开始时间
    		Date startDate=new Date();
    		
    		for(int i=0;i<100000;i++) {
        
    			System.out.println("循环次数"+i);
    		}
            		
    		//结束时间
    		Date endDate=new Date();
    		//计算时间差
            long time = endDate.getTime() - startDate.getTime();
            System.out.println("10w次循环的执行时间是 "+time+" 毫秒");
    	}
    	
    }

## 三. Calendar日历类 ##

### 1. 简介 ###

**Calendar类是Java时间类Date的扩展。**

相比Date，它拥有更强大的功能，主要是多了可以做简单日期和时间运算的功能，且在实现方式上也比Date类更复杂一些。Calendar可以用来计算日期，比如说计算下个月的日期，或者两个月前的日期等。

`Calendar类`是一个抽象类，我们在实际使用时需要实现特定的子类，一般使用`getInstance()`方法创建即可。`Calendar`类有几个主要的子类，包括`java.util.GregorianCalendar和java.util.TimeZone`。其中`GregorianCalendar`类提供了标准的日历系统，可以用来计算未来或过去某天的日期。TimeZone类则可以用来在不同的时区之间，转换日期和时间。

### 2. Calendar常量字段 ###

Calendar中有以下几个常用的常量字段，用于表示不同的意义。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>常量</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Calendar.YEAR</td> 
   <td>年份</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Calendar.MONTH</td> 
   <td>月份</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Calendar.DATE</td> 
   <td>日期</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Calendar.DAY_OF_MONTH</td> 
   <td>日期，和上面的字段意义完全相同</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Calendar.HOUR</td> 
   <td>12小时制的小时</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Calendar.HOUR_OF_DAY</td> 
   <td>24小时制的小时</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Calendar.MINUTE</td> 
   <td>分钟</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Calendar.SECOND</td> 
   <td>秒</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Calendar.DAY_OF_WEEK</td> 
   <td>星期几</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 3. Calendar常用方法 ###

除了以上常用的常量字段之外，Calendar还有一些常用的方法，如下表所示：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>void add(int field, int amount)</td> 
   <td>根据日历的规则，为给定的日历字段 field 添加或减去指定的时间量 amount</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean after(Object when)</td> 
   <td>判断此 Calendar 表示的时间是否在指定时间 when 之后，并返回判断结果</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean before(Object when)</td> 
   <td>判断此 Calendar 表示的时间是否在指定时间 when 之前，并返回判断结果</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void clear()</td> 
   <td>清空 Calendar 中的日期时间值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int compareTo(Calendar anotherCalendar)</td> 
   <td>比较两个 Calendar 对象表示的时间值(从格林威治时间 1970 年 01 月 01 日 00 时 00 分 00 秒至现在的毫秒偏移量)，大则返回 1，小则返回 -1，相等返回 0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int get(int field)</td> 
   <td>返回指定日历字段的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int getActualMaximum(int field)</td> 
   <td>返回指定日历字段可能拥有的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int getActualMinimum(int field)</td> 
   <td>返回指定日历字段可能拥有的最小值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int getFirstDayOfWeek()</td> 
   <td>获取一星期的第一天。根据不同的国家地区，返回不同的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static Calendar getInstance()</td> 
   <td>使用默认时区和语言坏境获得一个日历</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static Calendar getInstance(TimeZone zone)</td> 
   <td>使用指定时区和默认语言环境获得一个日历</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static Calendar getInstance(TimeZone zone,Locale aLocale)</td> 
   <td>使用指定时区和语言环境获得一个日历</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Date getTime()</td> 
   <td>返回一个表示此 Calendar 时间值(从格林威治时间1970 年 01 月 01 日 00 时 00 分 00 秒至现在的毫秒偏移量)的 Date 对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long getTimeInMillis()</td> 
   <td>返回此 Calendar 的时间值，以毫秒为单位</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void set(int field, int value)</td> 
   <td>为指定的日历字段设置给定值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void set(int year, int month, int date)</td> 
   <td>设置日历字段 YEAR、MONTH 和 DAY_OF_MONTH 的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void set(int year, int month, int date, int hourOfDay,int minute, int second)</td> 
   <td>设置字段 YEAR、MONTH、DAY_OF_MONTH、HOUR、 MINUTE 和 SECOND 的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void setFirstDayOfWeek(int value)</td> 
   <td>设置一星期的第一天是哪一天</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void setTimeInMillis(long millis)</td> 
   <td>用给定的 long 值设置此 Calendar 的当前时间值</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

Calendar对象可以调用set()方法将日历翻到任何一个时间，当参数 year取负数时表示是公元前。调用 get()方法可以获取年、月、日等时间信息，field参数的值是前面讲过的Calendar静态常量。

### 4. 构建Calendar对象 ###

Calendar类是抽象类，所以我们不能通过new的方式来构建Calendar对象。在实际使用时，我们一般是要实现特定的子类，经常是使用getInstance()方法进行创建。

import java.util.Calendar;
    
    public class Demo04 {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		//默认是当前日期
    		Calendar c1 = Calendar.getInstance();
    		System.out.println("c1="+c1);
    		
    		//创建一个代表2023年2月2日的Calendar对象
    		Calendar c2 = Calendar.getInstance();
    		c2.set(2023, 2-1, 2);
    		System.out.println("c2="+c2);
    	}
    }

### 5. 获取当前时间 ###

获取到Calendar对象之后，我们可以获取到当前日期对象的年月日时分秒等信息。

import java.util.Calendar;
    
    public class Demo05 {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		// 获取当前时间
            Calendar c = Calendar.getInstance();
            int y = c.get(Calendar.YEAR);
            //月份要加1
            int m = 1 + c.get(Calendar.MONTH);
            int d = c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
            int w = c.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
            int hh = c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
            int mm = c.get(Calendar.MINUTE);
            int ss = c.get(Calendar.SECOND);
            int ms = c.get(Calendar.MILLISECOND);
            //2023-2-11 7 18:10:59.847
            System.out.println(y + "-" + m + "-" + d + " " + w + " " + hh + ":" + mm + ":" + ss + "." + ms);
    	}
    }

我们要注意，Calendar是通过get()方法获取年月日等信息的，其中返回的年份不必转换，返回的月份仍要加1，返回的星期要特别注意，1~7分别表示周日、周一、……周六。

### 6. 设置时间 ###

我们通过Calendar.getInstance()方法获取到Calendar对象后，获取到的其实就是当前时间。如果我们想设置某个特定的日期和时间，需要先用clear()方法清除掉之前所有的字段。

import java.util.Calendar;
    
    public class Demo06 {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		// 设置时间
            Calendar c = Calendar.getInstance();
            // 清除所有
            c.clear();
            // 设置2023年
            c.set(Calendar.YEAR, 2023);
            // 设置2月(0~11)
            c.set(Calendar.MONTH, 1);
            // 设置2日
            c.set(Calendar.DATE, 2);
            // 设置时间
            c.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 21);
            c.set(Calendar.MINUTE, 22);
            c.set(Calendar.SECOND, 23);
            //Thu Feb 02 21:22:23 IRKT 2023
            System.out.println("date="+c.getTime());
    	}
    	
    }

我们可以利用Calendar.getTime()方法，将一个Calendar对象转换成Date对象，后面我们就可以用SimpleDateFormat进行格式化操作了。

## 四. GregorianCalendar类 ##

### 1. 简介 ###

Java中除了有Calendar类实现了公历日历，还有一个子类GregorianCalendar。在GregorianCalendar类中，定义了两个字段：AD和BC，分别代表公历定义的两个时代。GregorianCalendar中的属性和方法与Calendar类似，壹哥就不再赘述了，接下来我们直接通过一个案例来进行展示其用法。

### 2. 基本用法 ###

这里我们设计一个案例，来判断当前年份是闰年还是平年。

import java.util.Calendar;
    import java.util.GregorianCalendar;
    
    public class Demo05 {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		//定义一个月份数组
    		String months[] = {
         "Jan", "Feb", "Mar", "Apr", "May", "Jun", "Jul", "Aug", "Sep", "Oct", "Nov", "Dec" };
    
    		int year;
    		
    		// 使用当前时间和日期,初始化Gregorian日历对象,默认为本地时间和时区
    		GregorianCalendar gcalendar = new GregorianCalendar();
    		// 显示当前时间和日期的信息
    		System.out.print("Date:");
    		System.out.print(months[gcalendar.get(Calendar.MONTH)]);
    		System.out.print(" " + gcalendar.get(Calendar.DATE) + " ");
    		System.out.println(year = gcalendar.get(Calendar.YEAR));
    		
    		System.out.print("Time:");
    		System.out.print(gcalendar.get(Calendar.HOUR) + ":");
    		System.out.print(gcalendar.get(Calendar.MINUTE) + ":");
    		System.out.println(gcalendar.get(Calendar.SECOND));
    
    		//判断当前年份是否为闰年
    		if (gcalendar.isLeapYear(year)) {
        
    			System.out.println("当前年份是闰年");
    		} else {
        
    			System.out.println("当前年份是平年");
    		}
    	}
    }

--------------------

## 五. 结语 ##

至此我们就把`Date和扩展类Calendar`给大家讲解完毕，今天的内容其实并不难，**大家需要把一些常用的构造方式及方法、常量记一下即可。**

[fc096afa638946978dcde7a80a4e8eab.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/fc096afa638946978dcde7a80a4e8eab.png#pic_center