Java8 时间处理API（Date Time API）详解

末蓝、 2023-10-12 22:07 18阅读 0赞

在Java8之前，我们通常使用`java.util.Date`和`java.util.Calendar`类来处理日期和时间相关的操作，例如：

//创建一个Date对象
    Date date = new Date();
    
    //获取当前的年月日时分秒
    int year = date.getYear() + 1900;
    int month = date.getMonth() + 1;
    int day = date.getDate();
    int hour = date.getHours();
    int minute = date.getMinutes();
    int second = date.getSeconds();
    
    //打印当前的日期和时间
    System.out.println(year + "-" + month + "-" + day + " " + hour + ":" + minute + ":" + second);

这种方式虽然可以实现功能，但是有一些缺点：

*  可变性：`Date`和`Calendar`类都是可变的，这意味着它们的值可以被修改，这可能会导致一些线程安全和逻辑错误的问题。
 *  可读性差：`Date`和`Calendar`类的方法命名和设计都不够清晰和一致，例如`getYear()`方法返回的是从1900年开始的年份，而不是实际的年份；`getMonth()`方法返回的是从0开始的月份，而不是从1开始的月份；`set(int field, int value)`方法可以设置任意的字段和值，但是可能会导致不合理的结果，例如2月30日等。
 *  时区问题：`Date`和`Calendar`类都不能很好地处理时区相关的问题，例如在不同的时区下显示或转换日期和时间。

为了解决这些问题，Java8引入了一套全新的日期和时间API，在`java.time`包中。这套API基于[JSR-310][]规范设计，提供了一系列不可变且线程安全的类来表示日期、时间、时区、时段等概念。这套API有以下特点：

*  不可变性：所有的日期和时间类都是不可变的，这意味着它们的值不能被修改，只能通过创建新的对象来表示不同的值。这样可以避免线程安全和逻辑错误的问题。
 *  可读性好：所有的日期和时间类都有清晰和一致的方法命名和设计，例如`getYear()`方法返回的是实际的年份；`getMonth()`方法返回的是一个枚举类型，而不是一个整数；`with(TemporalAdjuster adjuster)`方法可以根据指定的规则调整日期或时间，例如获取下一个周一等。
 *  时区支持：所有的日期和时间类都可以与时区相关联，例如使用`ZonedDateTime`类可以表示带有时区信息的日期和时间；使用`ZoneId`类可以表示时区标识符；使用`ZoneOffset`类可以表示时区偏移量。

### Java8 Date Time API使用示例 ###

为了方便理解Java8 Date Time API，我们可以将其分为四个层次：

*  本地日期和时间：表示不带有时区信息的日期和时间，主要有以下几个类：
    
     *  `LocalDate`：表示年月日，例如2021-10-31。
     *  `LocalTime`：表示时分秒纳秒，例如23:59:59.999999999。
     *  `LocalDateTime`：表示年月日时分秒纳秒，例如2021-10-31T23:59:59.999999999。
     *  `MonthDay`：表示月日，例如10-31。
     *  `YearMonth`：表示年月，例如2021-10。
     *  `Year`：表示年，例如2021。
 *  带时区的日期和时间：表示带有时区信息的日期和时间，主要有以下几个类：
    
     *  `ZonedDateTime`：表示带有时区信息的年月日时分秒纳秒，例如2021-10-31T23:59:59.999999999+08:00\[Asia/Shanghai\]。
     *  `OffsetDateTime`：表示带有时区偏移量的年月日时分秒纳秒，例如2021-10-31T23:59:59.999999999+08:00。
     *  `OffsetTime`：表示带有时区偏移量的时分秒纳秒，例如23:59:59.999999999+08:00。
     *  `ZoneId`：表示时区标识符，例如Asia/Shanghai。
     *  `ZoneOffset`：表示时区偏移量，例如+08:00。
 *  机器时间：表示以Unix时间戳的形式表示的日期和时间，主要有以下几个类：
    
     *  `Instant`：表示一个瞬时点，以1970-01-01T00:00:00Z为基准，以秒和纳秒为单位，例如2021-10-31T15:59:59.999999999Z。
     *  `Duration`：表示两个瞬时点之间的时间间隔，以秒和纳秒为单位，例如PT23H59M59.999999999S。
 *  人类时间：表示以人类可读的方式表示的日期和时间，主要有以下几个类：
    
     *  `Period`：表示两个日期之间的时间间隔，以年月日为单位，例如P1Y2M3D。
     *  `ChronoUnit`：表示时间单位，例如年、月、日、小时、分钟、秒等。
     *  `ChronoField`：表示时间字段，例如年、月、日、小时、分钟、秒等。
     *  `DayOfWeek`：表示星期几，例如MONDAY、TUESDAY等。
     *  `Month`：表示月份，例如JANUARY、FEBRUARY等。

下面我们来看一些使用这些类的示例：

//创建一个本地日期
    LocalDate date = LocalDate.of(2021, 10, 31);
    System.out.println(date); //输出2021-10-31
    
    //获取当前的本地日期
    LocalDate today = LocalDate.now();
    System.out.println(today); //输出当前的日期
    
    //获取本地日期的年月日
    int year = date.getYear();
    int month = date.getMonthValue();
    int day = date.getDayOfMonth();
    System.out.println(year + "-" + month + "-" + day); //输出2021-10-31
    
    //获取本地日期的星期几
    DayOfWeek dow = date.getDayOfWeek();
    System.out.println(dow); //输出SUNDAY
    
    //获取本地日期的一些属性
    boolean isLeapYear = date.isLeapYear(); //是否是闰年
    boolean isBefore = date.isBefore(today); //是否在今天之前
    boolean isAfter = date.isAfter(today); //是否在今天之后
    boolean isEqual = date.isEqual(today); //是否等于今天
    System.out.println(isLeapYear); //输出false
    System.out.println(isBefore); //输出false或true，取决于当前日期
    System.out.println(isAfter); //输出false或true，取决于当前日期
    System.out.println(isEqual); //输出false或true，取决于当前日期
    
    //调整本地日期
    LocalDate nextDay = date.plusDays(1); //加一天
    LocalDate nextWeek = date.plusWeeks(1); //加一周
    LocalDate nextMonth = date.plusMonths(1); //加一个月
    LocalDate nextYear = date.plusYears(1); //加一年
    LocalDate firstDayOfMonth = date.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth()); //获取当月第一天
    LocalDate lastDayOfMonth = date.with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth()); //获取当月最后一天
    LocalDate firstDayOfNextMonth = date.with(TemporalAdjusters.firstDayOfNextMonth()); //获取下个月第一天
    System.out.println(nextDay); //输出2021-11-01
    System.out.println(nextWeek); //输出
    System.out.println(nextWeek); //输出2021-11-07 System.out.println(nextMonth); //输出2021-11-30 System.out.println(nextYear); //输出2022-10-31 System.out.println(firstDayOfMonth); //输出2021-10-01 System.out.println(lastDayOfMonth); //输出2021-10-31 System.out.println(firstDayOfNextMonth); //输出2021-11-01
    
            //创建一个本地时间 
            LocalTime time = LocalTime.of(23, 59, 59);
            System.out.println(time); //输出23:59:59
    
            //获取当前的本地时间 
            LocalTime now = LocalTime.now();
            System.out.println(now); //输出当前的时间
    
            //获取本地时间的时分秒纳秒 
            int hour = time.getHour();
            int minute = time.getMinute();
            int second = time.getSecond();
            int nano = time.getNano();
            System.out.println(hour + “:”+minute + “:”+second + “.”+nano); //输出23:59:59.0
    
            //调整本地时间 
            LocalTime nextSecond = time.plusSeconds(1); //加一秒 LocalTime nextMinute = time.plusMinutes(1); //加一分钟 LocalTime nextHour = time.plusHours(1); //加一小时 LocalTime withNano = time.withNano(999999999); //设置纳秒为999999999 System.out.println(nextSecond); //输出00:00:00 System.out.println(nextMinute); //输出00:00:59 System.out.println(nextHour); //输出00:59:59 System.out.println(withNano); //输出23:59:59.999999999
    
            //创建一个本地日期时间 
            LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.of(2021, 10, 31, 23, 59, 59);
            System.out.println(dateTime); //输出2021-10-31T23:59:59
    
            //获取当前的本地日期时间 
            LocalDateTime nowDateTime = LocalDateTime.now();
            System.out.println(nowDateTime); //输出当前的日期时间
    
            //获取本地日期时间的年月日时分秒纳秒 
            int year = dateTime.getYear();
            int month = dateTime.getMonthValue();
            int day = dateTime.getDayOfMonth();
            int hour = dateTime.getHour();
            int minute = dateTime.getMinute();
            int second = dateTime.getSecond();
            int nano = dateTime.getNano();
            System.out.println(year + “ -”+month + “-”+day + " " + hour + “:”+minute + “:”+second + “.”+nano); //输出2021-10-31 23:59:59.0
    
            //调整本地日期时间 
            LocalDateTime nextSecond = dateTime.plusSeconds(1); //加一秒 LocalDateTime nextMinute = dateTime.plusMinutes(1); //加一分钟 LocalDateTime nextHour = dateTime.plusHours(1); //加一小时 LocalDateTime nextDay = dateTime.plusDays(1); //加一天 LocalDateTime nextWeek = dateTime.plusWeeks(1); //加一周 LocalDateTime nextMonth = dateTime.plusMonths(1); //加一个月 LocalDateTime nextYear = dateTime.plusYears(1); //加一年 LocalDateTime firstDayOfMonth = dateTime.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth()); //获取当月第一天 LocalDateTime lastDayOfMonth = dateTime.with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth()); //获取当月最后一天 LocalDateTime firstDayOfNextMonth = dateTime.with(TemporalAdjusters.firstDayOfNextMonth()); //获取下个月第一天 System.out.println(nextSecond); //输出2021-11-01T00:00:00 System.out.println(nextMinute); //输出2021-11-01T00:00:59 System.out.println(nextHour); //输出2021-11-01T00:59:59 System.out.println(nextDay); //输出2021-11-01T23:59:59 System.out.println(nextWeek); //输出2021-11-07T23:59:59 System.out.println(nextMonth); //输出2021-11-30T23:59:59 System.out.println(nextYear); //输出2022-10-31T23:59:59 System.out.println(firstDayOfMonth); //输出2021-10-01T23:59:59 System.out.println(lastDayOfMonth); //输出2021-10-31T23:59:59 System.out.println(firstDayOfNextMonth); //输出2021-11-01T23:59:59
    
            //创建一个带时区的日期时间 
            ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.of(2021, 10, 31, 23, 59, 59, 0, ZoneId.of(“Asia / Shanghai”));
            System.out.println(zonedDateTime); //输出2021-10-31T23:59:59+08:00[Asia/Shanghai]
    
            //获取当前的带时区的日期时间 
            ZonedDateTime nowZonedDateTime = ZonedDateTime.now();
            System.out.println(nowZonedDateTime); //输出当前的带时区的日期时间
    
            //获取带时区的日期时间的年月日时分秒纳秒和时区信息 
            int year = zonedDateTime.getYear();
            int month = zonedDateTime.getMonthValue();
            int day = zonedDateTime.getDayOfMonth();
            int hour = zonedDateTime.getHour();
            int minute = zonedDateTime.getMinute();
            int second = zonedDateTime.getSecond();
            int nano = zonedDateTime.getNano();
            ZoneId zoneId = zonedDateTime.getZone();
            ZoneOffset zoneOffset = zonedDateTime.getOffset();
            System.out.println(year + “ -”+month + “-”+day + " " + hour + “:”+minute + “:”+second + “.”
            +nano + " " + zoneId + " " + zoneOffset); //输出2021-10-31 23:59:59.0 Asia/Shanghai +08:00
    
            //调整带时区的日期时间 
            ZonedDateTime nextSecond = zonedDateTime.plusSeconds(1); //加一秒 ZonedDateTime nextMinute = zonedDateTime.plusMinutes(1); //加一分钟 ZonedDateTime nextHour = zonedDateTime.plusHours(1); //加一小时 ZonedDateTime nextDay = zonedDateTime.plusDays(1); //加一天 ZonedDateTime nextWeek = zonedDateTime.plusWeeks(1); //加一周 ZonedDateTime nextMonth = zonedDateTime.plusMonths(1); //加一个月 ZonedDateTime nextYear = zonedDateTime.plusYears(1); //加一年 ZonedDateTime firstDayOfMonth = zonedDateTime.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth()); //获取当月第一天 ZonedDateTime lastDayOfMonth = zonedDateTime.with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth()); //获取当月最后一天 ZonedDateTime firstDayOfNextMonth = zonedDateTime.with(TemporalAdjusters.firstDayOfNextMonth()); //获取下个月第一天 ZonedDateTime withZoneId = zonedDateTime.withZoneSameInstant(ZoneId.of(“Europe/London”)); //转换为另一个时区，保持瞬时点不变 System.out.println(nextSecond); //输出2021-11-01T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai] System.out.println(nextMinute); //输出2021-11-01T00:00:59+08:00[Asia/Shanghai] System.out.println(nextHour); //输出2021-11-01T00:59:59+08:00[Asia/Shanghai] System.out.println(nextDay); //输出2021-11-01T23:59:59+08:00[Asia/Shanghai] System.out.println(nextWeek); //输出2021-11-07T23:59:59+08:00[Asia/Shanghai] System.out.println(nextMonth); //输出2021-11-30T23:59:59+08:00[Asia/Shanghai] System.out.println(nextYear); //输出2022-10-31T23:59:59+08:00[Asia/Shanghai] System.out.println(firstDayOfMonth); //输出2021-10-01T23:59:59+08:00[Asia/Shanghai] System.out.println(lastDayOfMonth); //输出2021-10-31T23:59:59+08:00[Asia/Shanghai] System.out.println(firstDayOfNextMonth); //输出2021-11-01T23:59:59+08:00[Asia/Shanghai] System.out.println(withZoneId); //输出2021-10-31T15:59:59+00:00[Europe/London]
    
            //创建一个机器时间 
            Instant instant = Instant.ofEpochSecond(1635705599);
            System.out.println(instant); //输出2021-10-31T15:59:59Z
    
            //获取当前的机器时间 
            Instant nowInstant = Instant.now();
            System.out.println(nowInstant); //输出当前的机器时间
    
            //获取机器时间的秒和纳秒 
            long epochSecond = instant.getEpochSecond();
            int nano = instant.getNano();
            System.out.println(epochSecond + “.”+nano); //输出1635705599.0
    //调整机器时间
    Instant nextSecond = instant.plusSeconds(1);//加一秒
            Instant nextMinute = instant.plusMinutes(1);//加一分钟
            Instant nextHour = instant.plusHours(1);//加一小时
            Instant nextDay = instant.plus(1, ChronoUnit.DAYS);//加一天
            Instant nextWeek = instant.plus(1, ChronoUnit.WEEKS);//加一周
            Instant nextMonth = instant.plus(1, ChronoUnit.MONTHS);// 加一个月
            Instant nextYear = instant.plus(1, ChronoUnit.YEARS);// 加一年
            System.out.println(nextSecond);// 输出2021-10-31T16:00:00Z
            System.out.println(nextMinute);// 输出2021-10-31T16:00:59Z
            System.out.println(nextHour);// 输出2021-10-31T16:59:59Z
            System.out.println(nextDay);// 输出2021-11-01T15:59:59Z
            System.out.println(nextWeek);// 输出2021-11-07T15:59:59Z
            System.out.println(nextMonth);// 输出2021-11-30T15:59:59Z
            System.out.println(nextYear);// 输出2022-10-31T15:59:59Z
    
            //创建一个人类时间
            Period period = Period.of(1, 2, 3);
            System.out.println(period); //输出P1Y2M3D
    
            //获取人类时间的年月日
            int years = period.getYears();
            int months = period.getMonths();
            int days = period.getDays();
            System.out.println(years + " years " + months + " months " + days + " days"); //输出1 years 2 months 3 days
            // 调整人类时间
            Period plusPeriod = period.plus(Period.of(1, 1, 1));//加上另一个时间间隔
            Period minusPeriod = period.minus(Period.of(0, 0, 1));//减去另一个时间间隔
            Period multipliedPeriod = period.multipliedBy(2);//乘以一个因子 
            Period normalizedPeriod = period.normalized();//标准化为年和月的形式
            System.out.println(plusPeriod);// 输出P2Y3M4D 
            System.out.println(minusPeriod); //输出P1Y2M2D 
            System.out.println(multipliedPeriod); //输出P2Y4M6D 
            System.out.println(normalizedPeriod); //输出P14M3D

### Java8 Date Time API的优缺点分析对比 ###

Java8 Date Time API是Java语言发展的一个重要的进步，它们为Java开发者提供了一套全新的日期和时间处理方式，可以使代码更加简洁和清晰，提高了开发效率和可读性。同时，它们也为Java引入了一些新的特性和概念，例如不可变性，时区支持，机器时间，人类时间等，使得Java更加丰富和强大。

但是，Java8 Date Time API也有一些缺点和限制，例如：

*  兼容性问题：Java8 Date Time API只能在Java8或更高版本的环境中运行，如果需要在低版本的环境中运行，就需要使用其他的工具或者框架来支持。
 *  性能问题：Java8 Date Time API在运行时会生成一些额外的对象和方法，这可能会影响程序的性能和内存占用。虽然Java虚拟机会进行一些优化和缓存，但是仍然需要注意避免过度使用或者滥用这些特性。
 *  复杂性问题：Java8 Date Time API提供了很多不同的类和方法来表示不同的日期和时间概念，这可能会导致一些复杂性和混乱。例如，在不同的场景下需要使用不同的类和方法，例如`LocalDate`，`LocalTime`，`LocalDateTime`，`ZonedDateTime`，`Instant`等；在不同的类和方法之间需要进行转换，例如使用`toInstant()`，`ofInstant()`，`withZoneSameInstant()`等方法。

因此，在使用Java8 Date Time API时，需要根据具体的场景和需求来选择合适的方式，避免盲目地追求新特性而忽略了其他方面的影响。

### Java8 Date Time API的使用场景和注意事项 ###

Java8 Date Time API可以用来处理很多与日期和时间相关的操作，例如：

*  获取当前的日期和时间
 *  解析和格式化日期和时间字符串
 *  计算日期和时间的差值和间隔
 *  调整日期和时间的值
 *  转换日期和时间的时区
 *  比较日期和时间的大小
 *  验证日期和时间的合法性

在使用Java8 Date Time API时，有一些注意事项，例如：

*  使用不可变对象：所有的日期和时间类都是不可变的，这意味着它们的值不能被修改，只能通过创建新的对象来表示不同的值。这样可以避免线程安全和逻辑错误的问题。因此，在使用这些类时，不要试图修改它们的值，而是使用返回新对象的方法来进行操作。
 *  使用合适的类：Java8 Date Time API提供了很多不同的类来表示不同的日期和时间概念，这可能会导致一些复杂性和混乱。因此，在使用这些类时，要根据具体的场景和需求来选择合适的类。例如，在不需要时区信息的场景下，可以使用`LocalDate`，`LocalTime`，`LocalDateTime`等类；在需要时区信息的场景下，可以使用`ZonedDateTime`，`OffsetDateTime`，`OffsetTime`等类；在需要以Unix时间戳的形式表示日期和时间的场景下，可以使用`Instant`类；在需要以人类可读的方式表示日期和时间的场景下，可以使用`Period`，`ChronoUnit`等类。
 *  使用正确的方法：Java8 Date Time API提供了很多不同的方法来对日期和时间进行操作，这可能会导致一些复杂性和混乱。因此，在使用这些方法时，要根据具体的场景和需求来选择正确的方法。例如，在调整日期和时间时，可以使用`plus()`，`minus()`等方法来加减指定的值；可以使用`with()`等方法来设置指定的字段或者规则；可以使用`truncatedTo()`等方法来截断指定的单位；在转换日期和时间时，可以使用`toInstant()`，`ofInstant()`等方法来转换为机器时间；可以使用`withZoneSameInstant()`等方法来转换为带时区的日期时间；在解析和格式化日期和时间字符串时，可以使用`parse()`，`format()`等方法，并且指定合适的格式化器。

[JSR-310]: https://www.jcp.org/en/jsr/detail?id=310