初探java8的时间API
JAVA8之前时间API的不足
- Java的日期/时间类的定义并不一致，在java.util和java.sql的包中都有日期类，此外用于格式化和解析的类在java.text包中定义。
- java.util.Date同时包含日期和时间，而java.sql.Date仅包含日期，将其纳入java.sql包并不合理。另外这两个类都有相同的名字，这本身就是一个非常糟糕的设计。
- java.util.Date这个类只能以毫秒的精度表示时间。这个类还有很多糟糕的问题，比如年份的起始选择是1900年，月份的起始 从0开始。这意味着你要想表示2018年8月22日，就必须创建下面这样的Date实例：
Date date = new Date (118,7,22); - java.util.Date这个类不支持时区，因此Java引入了java.util.Calendar和java.util.TimeZone类，但他们同样存在一些问题。
- 所有的日期类都是可变的，因此他们都不是线程安全的。
举个例子：
Date类的setTime方法：//在没有加锁的情况下，直接操作了实例，会导致线程不安全。 public void setTime(long time) { fastTime = time; cdate = null; } - 对于时间、时间戳、格式化以及解析，并没有一些明确定义的类。对于格式化和解析的需求，我们有java.text.DateFormat抽象类，但通常情况下，SimpleDateFormat类被用于此类需求。但是DateFormat类和SimpleDateFormat同时又是线程不安全的。SimpleDateFormat在类的内部维护了一个Calendar实例，这个实例在SimpleDateFormat对象被创建的时候初始化。
- 在调用format的方法的时候会调用这个Calendar实例 的setTime方法，但是这个setTime方法又是线程不安全的，所以就会造成线程安全的问题。
- 在调用parse方法的时候，会调用establish这个方法，这个方法会对Calendar实例进行clear操作，而这个操作同样是线程不安全的。
JAVA8时间API
1、JAVA8时间API原则
- 不变性：新的日期/时间API中，所有的类都是不可变的，如果对实例进行时间加减操作，会返回一个新的实例，而不会修改原实例，这就保证了其在多线程下的良好工作。
- 关注点分离：新的API将人可读的日期时间和机器时间（unix timestamp）明确分离，它为日期（Date）、时间（Time）、日期时间（DateTime）、时间戳（unix timestamp）以及时区定义了不同的类。
- 清晰：在所有的类中，方法都被明确定义用以完成相同的行为。举个例子，要拿到当前实例我们可以使用now()方法，在所有的类中都定义了format()和parse()方法，而不是像以前那样专门有一个独立的类。为了更好的处理问题，所有的类都使用了工厂模式和策略模式，一旦你使用了其中某个类的方法，与其他类协同工作并不困难。
- 实用操作：所有新的日期/时间API类都实现了一系列方法用以完成通用的任务，如：加、减、格式化、解析、从日期/时间中提取单独部分，等等。
- 可扩展性：新的日期/时间API是工作在ISO-8601日历系统上的，但我们也可以将其应用在非ISO的日历上。
2、新的日期API
Java日期/时间API包
Java日期/时间API包含以下相应的包。
- java.time包：这是新的Java日期/时间API的基础包，所有的主要基础类都是这个包的一部分，如：LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, Instant, Period, Duration等等。所有这些类都是不可变的和线程安全的，在绝大多数情况下，这些类能够有效地处理一些公共的需求。
- java.time.chrono包：这个包为非ISO的日历系统定义了一些泛化的API，我们可以扩展AbstractChronology类来创建自己的日历系统。
- java.time.format包：这个包包含能够格式化和解析日期时间对象的类，在绝大多数情况下，我们不应该直接使用它们，因为java.time包中相应的类已经提供了格式化和解析的方法。
- java.time.temporal包：使用字段和单位访问日期和时间，以及日期时间调整器。
- java.time.zone包：这个包包含支持不同时区以及相关规则的类。
Java日期/时间API类
- ZoneId: 时区ID，用来确定Instant和LocalDateTime互相转换的规则
- Instant: 用来表示时间线上的一个点
- LocalDate: 表示日期，不包含与时区相关的信息, LocalDate是不可变并且线程安全的
- LocalTime: 表示时间,不包含与时区相关的信息， LocalTime是不可变并且线程安全的
- LocalDateTime: 表示日期时间,不包含与时区相关的信息， LocalDateTime是不可变并且线程安全的
- Clock: 用于访问当前时刻、日期、时间，用到时区
- Duration: 持续时间
- Period：持续日期
- DateTimeFormatter：时间/日期的解析和格式化
2.1、【不包含时区信息的】日期类—LocalDate
常用方法：
- now()获取当前日期
- ofxxx方法，通过传递年月日信息来构建日期
- parse方法，解析字符串到日期
- format，格式化日期到字符串
- getYear、getMonthValue等一些列获取年、月、日信息的方法
- withXxx方法，例如，withYear，构造一个和当前实例年份不同，但是月、日信息相同的实例
- plusXxx/minusXxx 进行日期的加减
- atXxx 构造LocalDateTime实例
- isAfter/isBefore 日期比较
2.2、【不包含时区信息的】时间类—LocalTime
与LocalDate类似，只不过操作的元素变成了时、分、秒
2.3、【不包含时区信息的】日期时间类—LocalDateTime
相当于LocalDate与LocalTime结合
2.4、时间点—Instant
它是以Unix元年时间（传统的设定为UTC时区1970年1月1日午夜时分）开始所经历的秒数进行计算。
常用方法：
- now() 当前的时间
- ofEpochSecond 通过与1970年1月1日相隔的秒数来构造Instant
- ofEpochMilli 通过与1970年1月1日相隔的毫秒数来构造Instant
- getEpochSecond 获取与1970年1月1日相隔的秒数
- plusXxx/minusXxx 加减
- toEpochMilli 获取与1970年1月1日相隔的毫秒数
- isAfter/isBefore 比较
2.5、“时间”间隔—Duration
方法：
- ofXxx
- between 计算时间间隔
由于 LocalDateTime 和 Instant 是为不同的目的而设计的，一个是为了便于人 阅读使用，另一个是为了便于机器处理，所以你不能将二者混用。如果你试图在这两类对象之间创建 duration ，会触发一个 DateTimeException 异常。此外，由于 Duration 类主要用于以秒和纳秒衡量时间的长短，你不能仅向between 方法传递一个 LocalDate 对象做参数。 如果你需要以年、月或者日的方式对多个时间单位建模，可以使用 Period 类。
Duration duration1 =Duration.between(LocalTime.now(),LocalTime.now());
Duration duration2 =Duration.between(Instant.now(),Instant.now());
//exception will happen here
Duration duration3 =Duration.between(LocalDate.now(),LocalDate.now());
System.out.println(duration1);
System.out.println(duration2);
- getSeconds() 获取相隔的秒数
- plusXxx/minusXxxx 在这个间隔的基础上加时间或者是其他的间隔
- toDays/toHours…将间隔转换成天数、小时数…，对结果取整而不是四舍五入
- compareTo 比较两个时间间隔
2.6、“日期”间隔—Period
只简单介绍下between方法，其他方法；类比Duration
- between(LocalDate startDateInclusive, LocalDate endDateExclusive)
接受两个LocalDate参数
2.7、时间/日期格式化和解析—DateTimeFormatter
此类提供打印和解析的主要应用程序入口点，并提供以下常见实现DateTimeFormatter：
- 使用预定义的常量，例如 ISO_LOCAL_DATE
- 使用模式字母，如 uuuu-MMM-dd
- 使用本地化样式，例如long或medium
更复杂的格式化程序由【DateTimeFormatterBuilder】提供 。
格式化/解析可以通过【LocalDate/LocalTime/LocalDateTime】的format/parse方法实现，调用这两个方法的时候会传递一个【DateTimeFormatter】实例进去
时间/日期字符串解析
String dateStr ="2018-12-12 10:20";
LocalTime localTime = LocalTime.parse(dateStr,DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm"));
时间/日期 格式化
LocalDate localDate = LocalDate.now();
LocalTime localTime = LocalTime.now();
DateTimeFormatter formatter1 = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
DateTimeFormatter formatter2 = DateTimeFormatter.ofPattern("HH:mm:ss");
System.out.println(localDate.format(formatter1));
System.out.println(localTime.format(formatter2));
2.8、日期时间调整器—TemporalAdjuster
TemporalAdjuster—调整时间对象的策略。
调整器是修改时间对象的关键工具。 它们存在于外部化调整过程中，根据策略设计模式允许不同的方法。
例子将时间调整到获取月底最后一天：
LocalDate localDate = LocalDate.now();
LocalDate lastDayPfMonth = localDate.with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth());
System.out.println("当月最后一天是"+lastDayPfMonth);
2.9、查询—TemporalQuery
有时候需要对日期和时间进行比较复杂的查询，这时候可以利用TemporalQuery接口，它只有唯一一个查询方法R queryFrom(TemporalAccessor temporal)。下面的例子利用这个接口和lambda表达式实现了一个查询到年底还有几天的查询对象，然后调用query方法执行这个查询并返回结果。
TemporalQuery daysAwayQuery = (temporal)->{
LocalDate localDate = LocalDate.from(temporal);
LocalDate lastDayOfYear = localDate.with(TemporalAdjusters.lastDayOfYear());
return lastDayOfYear.getDayOfYear() - localDate.getDayOfYear();
};
LocalDate now = LocalDate.now();
int days = now.query(daysAwayQuery);
System.out.println(MessageFormat.format("距离下一年还有{0}天",days));
2.10、时区处理—ZoneId/ZoneOffset
给定一个时刻，使用不同时区解读，日历信息是不同的。ZoneId用于识别用于在Instant和LocalDateTime之间转换的规则。
默认时区是ZoneId.systemDefault()，可以这样构建ZoneId：
//北京时区
ZoneId bjZone = ZoneId.of("GMT+08:00")
Instant now = Instant.ofEpochSecond(0L);
LocalDateTime dateTime1 = LocalDateTime.ofInstant(now,ZoneId.systemDefault());
LocalDateTime dateTime2= LocalDateTime.ofInstant(now,ZoneId.of("GMT+09:00"));
System.out.println(dateTime1);
System.out.println(dateTime2);
附：时间戳与时区
时间戳
时间戳与时区无关。
时间不分东西南北、在地球的每一个角落都是相同的。他们都有一个相同的名字，叫时间戳。时间戳 指的就是Unix时间戳(Unix timestamp)。它也被称为Unix时间(Unix time)、POSIX时间(POSIX time)，是一种时间表示方式，定义为从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒起至现在的总秒数。
时区
1884年在华盛顿召开的国际经度会议（又称国际子午线会议）上，规定将全球划分为24个时区（东、西各12个时区）。
全球同一时刻不同时区的本地时间不同
例如，中国时间：10:00 AM
对于美国西部时间：18:00 PM（冬令时）17:00 PM（夏令时）。
如何根据时间戳转换不同时区的时间
以东八区为例
从东八区的时间得到时间戳
东八区的时间 2018-11-11 12:00:00，转换成时间戳的步骤：
- 【2018-11-11 12:00:00】（本地时间）减去8个小时得到【2018-11-11 04:00:00】（又称统一时间，UTC时间）
- 算出【2018-11-11 04:00:00】距离【1970年01月01日00时00分00秒】起至现在的总秒数
从时间戳得到东八区的时间
- 一个时间戳1L（比较好理解）
- 转换成时间 1970:01:01 00:00:01（又称统一时间，UTC时间）
- 【1970:01:01 00:00:01】转换为东八区时间【1970:01:01 08:00:01】（本地时间）