Java 时间与日期处理

Java 时间与日期处理 从属于笔者的现代 Java 开发系列文章,涉及到的引用资料声明在 Java 学习与实践资料索引中。

Java 时间与日期处理

在 Java 8 之前,我们最常见的时间与日期处理相关的类就是 Date、Calendar 以及 SimpleDateFormatter 等等。不过 java.util.Date 也是被诟病已久,它包含了日期、时间、毫秒数等众多繁杂的信息,其内部利用午夜 12 点来区分日期,利用 1970-01-01 来计算时间;并且其月份从 0 开始计数,而且用于获得年、月、日等信息的接口也是太不直观。除此之外,java.util.DateSimpleDateFormatter 都不是类型安全的,而 JSR-310 中的 LocalDate LocalTime 等则是不变类型,更加适合于并发编程。JSR 310 实际上有两个日期概念。第一个是 Instant,它大致对应于 java.util.Date 类,因为它代表了一个确定的时间点,即相对于标准 Java 纪元(1970年1月1日)的偏移量;但与 java.util.Date 类不同的是其精确到了纳秒级别。另一个则是 LocalDate、LocalTime 以及 LocalDateTime 这样代表了一般时区概念、易于理解的对象。

Class / TypeDescription
YearRepresents 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 映射将把数据库的日期类型和 Java 8 的新类型关联起来:

SQLJava
dateLocalDate
timeLocalTime
timestampLocalDateTime
datetimeLocalDateTime

时间与日期基础概念

标准时间

GMT 即「格林威治标准时间」( Greenwich Mean Time,简称 G.M.T. ),指位于英国伦敦郊区的皇家格林威治天文台的标准时间,因为本初子午线被定义为通过那里的经线。然而由于地球的不规则自转,导致 GMT 时间有误差,因此目前已不被当作标准时间使用。UTC 是最主要的世界时间标准,是经过平均太阳时(以格林威治时间 GMT 为准)、地轴运动修正后的新时标以及以「秒」为单位的国际原子时所综合精算而成的时间。UTC 比 GMT 来得更加精准。其误差值必须保持在 0.9 秒以内,若大于 0.9 秒则由位于巴黎的国际地球自转事务中央局发布闰秒,使 UTC 与地球自转周期一致。不过日常使用中,GMT 与 UTC 的功能与精确度是没有差别的。协调世界时区会使用 “Z” 来表示。而在航空上,所有使用的时间划一规定是协调世界时。而且 Z 在无线电中应读作 “Zulu”(可参见北约音标字母),协调世界时也会被称为 “Zulu time”。

TimeZone&UTC Offsets: 时区与偏移

人们经常会把时区与 UTC 偏移量搞混,UTC 偏移量代表了某个具体的时间值与 UTC 时间之间的差异,通常用 HH:mm 形式表述。而 TimeZone 则表示某个地理区域,某个 TimeZone 中往往会包含多个偏移量,而多个时区可能在一年的某些时间有相同的偏移量。譬如 America/Chicago, America/Denver, 以及 America/Belize 在一年中不同的时间都会包含 -06:00 这个偏移。

时间戳

Unix 时间戳表示当前时间到 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 对应的秒数。注意,JavaScript 内的时间戳指的是当前时间到 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 对应的毫秒数,和 Unix 时间戳不是一个概念,后者表示秒数,差了 1000 倍。

时间数字字符串格式

RFC2822

YYYY/MM/DD HH:MM:SS ± timezone(时区用4位数字表示)
// eg 1992/02/12 12:23:22+0800

ISO 8601

国际标准化组织的国际标准 ISO 8601 是日期和时间的表示方法,全称为《数据存储和交换形式·信息交换·日期和时间的表示方法》。目前最新为第三版 ISO8601:2004,第一版为 ISO8601:1988,第二版为 ISO8601:2000。年由 4 位数组成,以公历公元 1 年为 0001 年,以公元前 1 年为 0000 年,公元前 2 年为 -0001 年,其他以此类推。应用其他纪年法要换算成公历,但如果发送和接受信息的双方有共同一致同意的其他纪年法,可以自行应用。

YYYY-MM-DDThh:mm:ss ± timezone(时区用HH:MM表示)
1997-07-16T08:20:30Z
// “Z”表示UTC标准时区,即"00:00",所以这里表示零时区的`1997年7月16日08时20分30秒`
//转换成位于东八区的北京时间则为`1997年7月17日16时20分30秒`
1997-07-16T19:20:30+01:00
// 表示东一区的1997年7月16日19时20秒30分,转换成UTC标准时间的话是1997-07-16T18:20:30Z

时间戳

在 Java 8 之前,我们使用 java.sql.Timestamp 来表示时间戳对象,可以通过以下方式创建与获取对象:

// 利用系统标准时间创建
Timestamp timestamp = new Timestamp(System.currentTimeMillis());

// 从 Date 对象中创建
new Timestamp((new Date()).getTime());

// 获取自 1970-01-01 00:00:00 GMT 以来的毫秒数
timestamp.getTime();

在 Java 8 中,即可以使用 java.time.Instant 来表示自从 1970-01-01T00:00:00Z 之后经过的标准时间:

// 基于静态函数创建
Instant instant = Instant.now();

// 基于 Date 或者毫秒数转换
Instant someInstant = someDate.toInstant();
Instant someInstant = Instant.ofEpochMilli(someDate.getTime());

// 基于 TimeStamp 转换
Instant instant = timestamp.toInstant();

// 从 LocalDate 转化而来
LocalDate.now().atStartOfDay().toInstant(ZoneOffset.UTC)

// 从 LocalDateTime 转化而来
ldt.atZone(ZoneId.systemDefault()).toInstant();

// 获取毫秒
long timeStampMillis = instant.toEpochMilli();

// 获取秒
long timeStampSeconds = instant.getEpochSecond();

Clock 方便我们去读取当前的日期与时间。Clock 可以根据不同的时区来进行创建,并且可以作为System.currentTimeMillis()的替代。这种指向时间轴的对象即是Instant类。Instants 可以被用于创建java.util.Date对象。

Clock clock = Clock.systemDefaultZone();
long millis = clock.millis();

Instant instant = clock.instant();
Date legacyDate = Date.from(instant);   // legacy java.util.Date

Date

// 默认创建
Date date0 = new Date();

// 从 TimeStamp 中创建
Date date1 = new Date(time);

// 基于 Instant 创建
Date date = Date.from(instant);

// 从格式化字符串中获取
SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
java.util.Date dt=sdf.parse("2005-2-19");

// 从 LocalDateTime 中转化而来
Date out = Date.from(ldt.atZone(ZoneId.systemDefault()).toInstant());

基于 Date 的日期比较常常使用以下方式:

  • 使用 getTime() 方法获取两个日期(自1970年1月1日经历的毫秒数值),然后比较这两个值。

  • 使用方法 before(),after() 和 equals()。例如,一个月的12号比18号早,则 new Date(99, 2, 12).before(new Date (99, 2, 18)) 返回true。

  • 使用 compareTo() 方法,它是由 Comparable 接口定义的,Date 类实现了这个接口。

Calendar

Date 用于记录某一个含日期的、精确到毫秒的时间。重点在代表一刹那的时间本身。 Calendar 用于将某一日期放到历法中的互动——时间和年、月、日、星期、上午、下午、夏令时等这些历法规定互相作用关系和互动。我们可以通过 Calendar 内置的构造器来创建实例:

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

在 Calendar 中我们则能够获得较为直观的年月日信息:

// 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 还提供了一系列 set 方法来允许我们动态设置时间,还可以使用 add 等方法进行日期的加减。

SimpleDateFormat

SimpleDateFormat 用来进行简单的数据格式化转化操作:

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

LocalDateTime

LocalDate

// 取当前日期:
LocalDate today = LocalDate.now();

// 根据年月日取日期,12月就是12:
LocalDate crischristmas = LocalDate.of(2017, 5, 15); 

// 根据指定格式字符串取
LocalDate endOfFeb = LocalDate.parse("2017-05-15"); // 严格按照ISO yyyy-MM-dd验证,02写成2都不行,当然也有一个重载方法允许自己定义格式
LocalDate.parse("2014-02-29"); // 无效日期无法通过:DateTimeParseException: Invalid date

// 通过自定义时间字符串格式获取
DateTimeFormatter germanFormatter =
    DateTimeFormatter
        .ofLocalizedDate(FormatStyle.MEDIUM)
        .withLocale(Locale.GERMAN);

LocalDate xmas = LocalDate.parse("24.12.2014", germanFormatter);
System.out.println(xmas);   // 2014-12-24

// 获取其他时区下日期
LocalDate localDate = LocalDate.now(ZoneId.of("GMT+02:30"));

// 从 LocalDateTime 中获取实例
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,再也不用计算是28,29,30还是31
LocalDate lastDayOfThisMonth = today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth()); // 2014-12-31

// 取下一天
LocalDate firstDayOf2015 = lastDayOfThisMonth.plusDays(1); // 变成了2015-01-01

// 取2015年1月第一个周一
LocalDate firstMondayOf2015 = LocalDate.parse("2015-01-01").with(TemporalAdjusters.firstInMonth(DayOfWeek.MONDAY)); // 2015-01-05

LocalTime

// 获取其他时区下时间
LocalTime localTime = LocalTime.now(ZoneId.of("GMT+02:30"));

// 从 LocalDateTime 中获取实例
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
LocalTime localTime = localDateTime.toLocalTime();


- 12:00
- 12:01:02
- 12:01:02.345

LocalDateTime

// 通过时间戳创建
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochSecond(1450073569l), TimeZone.getDefault().toZoneId());

// 通过 Date 对象创建
Date in = new Date();
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.ofInstant(in.toInstant(), ZoneId.systemDefault());

// 通过解析时间字符串创建
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
  • 获取年、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
  • 时间格式化展示

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"

时间操作

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

时区转换

Timezones 以 ZoneId 来区分。可以通过静态构造方法很容易的创建,Timezones 定义了 Instants 与 Local Dates 之间的转化关系:

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));

时差

Period 类以年月日来表示日期差,而 Duration 以秒与毫秒来表示时间差;Duration 适用于处理 Instant 与机器时间。

// 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();
    原文作者:SQL
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000010310518
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