Java Date Time

目录

  • 一 介绍
    • 1.1 时间表示
    • 1.2 offset和zone id
    • 1.3 类与字段
  • 二 详细介绍
    • 2.1 常用的类
    • 2.2 Duration和Perid
    • 2.3 其他类
    • 2.4 方法
  • 三 其他
    • 3.1 遗留代码
    • 3.2 DateTimeFormatter
    • 3.3 locale vs timezone
  • 参考

一 介绍

java 8提供了java.time包来表示、操作时间。主要涉及到了date、time、instant、duration、timezone的概念。这些时间类都是基于ISO日历系统的。这些时间类都是不可变的,因此也是线程安全的。

在java8之前,时间类有java.util下的Date、Calendar等类提供。但是由于它们类型不安全、线程不安全(可变的)、易出bug(比如不常用的月份编号方式)等问题,导致这些遗留类不在常用。

1.1 时间表示

有两种表示时间的方式:

  • human time:以人类可读的方式表示时间,如含有一些如下字段:year、month、day、hour、minute、second、offset和zone id。前面三个字段用Date表示,接下来三个用Time表示,最后两个和时区有关。
  • machine time:以从1970-01-01T00:00:00Z(即epoch,Z表示零时区,即UTC时间)开始到现在的秒数来表示。

1.2 offset和zone id

每个时区(time zone)都有地方时(local time),但可以以零时区的地方时UTC作为标准换算。通过offset(对应类ZoneOffset)表示一个地方时与UTC的时差,如东八区offset为+8:00;然后有些地区采用夏令时(即夏季时在地方时的基础上提前一小时),因此同一地方时,不同时间段的offset也会不同,因此java提供了类ZoneId来标识时区,如Europe/Paris;ZoneId含有类ZoneRules,它含有历史上和未来的时区(time zone)与offset的变化关系信息,包括了夏令时信息。

可以看出,通过zone id可以得到offset,但是offset不能得到zone id。但要注意,zone id并不一定能得到全面的offset信息,因此可以自己提供ZoneRules的相关实现

machine time本身是以现在到epoch之间的时间为度量的,epoch本身就以UTC表示的。因此主要是human time相关的类需要时区信息,有些类不含时区信息,但是这些类的对象一般以默认时区通过系统时钟获得(如now函数)。

预备知识:时区(time zone)和地方时(local time

1.3 类与字段

每个类与字段的关系如下:

Class or Enum Year Month Day Hours Minutes Seconds* Zone Offset Zone ID toString Output
LocalDate 2013-08-20
LocalDateTime 2013-08-20T08:16:26.937
ZonedDateTime 2013-08-21T00:16:26.941+09:00[Asia/Tokyo]
LocalTime 08:16:26.943
MonthDay –08-20
Year 2013
YearMonth 2013-08
Month AUGUST
OffsetDateTime 2013-08-20T08:16:26.954-07:00
OffsetTime 08:16:26.957-07:00
Duration ** ** ** PT20H (20 hours)
Period *** *** P10D (10 days)

* Seconds are captured to nanosecond precision.
** This class does not store this information, but has methods to provide time in these units.
*** When a Period is added to a ZonedDateTime, daylight saving time or other local time differences are observed.见2.2

二 详细介绍

主要参考:Package java.time

2.1 常用的类

  • Instant :表示时间戳,也就是上面讲的machine time。当前的Instant可以通过Clock类获得。
  • LocalDate: stores a date without a time. 比如日期:‘2010-12-03’
  • LocalTime:stores a time without a date. 比如’11:30’
  • LocalDateTime:stores a date and time. 比如 ‘2010-12-03T11:30’.
  • OffsetTime:stores a time and offset from UTC without a date.比如’11:30+01:00’
  • OffsetDateTime:stores a date and time and offset from UTC.比如’2010-12-03T11:30+01:00’
  • ZonedDateTime:stores a date and time with a time-zone. (其实是存储zone id,但ZoneId可以得到offset)

使用带有zone id的ZonedDateTime会给应用带来复杂性,因此一般推荐使用local类型的类。而OffsetDateTime只有offset,适合于在网络上和数据库中传输数据。

2.2 Duration和Perid

Duration和Period都是度量两个时间之间的时差,都是通过静态方法between生成,区别如下:

  • Duration:使用time-base的值描述时差(即seconds,nanoseconds)。可以为负。添加到ZonedDateTime中,即使存在夏令时,也会产生正确的结果。
  • Perid:使用date-base的值描述时差(即years,months,days)。添加到ZonedDateTime中时,如果存在夏令时,结果可能会出错,因为它是简单的加到对应字段中。

2.3 其他类

  • Month stores a month on its own. This stores a single month-of-year in isolation, such as ‘DECEMBER’.
  • DayOfWeek stores a day-of-week on its own. This stores a single day-of-week in isolation, such as ‘TUESDAY’.
  • Year stores a year on its own. This stores a single year in isolation, such as ‘2010’.
  • YearMonth stores a year and month without a day or time. This stores a year and month, such as ‘2010-12’ and could be used for a credit card expiry.
  • MonthDay stores a month and day without a year or time. This stores a month and day-of-month, such as ‘–12-03’ and could be used to store an annual event like a birthday without storing the year.

2.4 方法

时间类的方法名都统一命名且有规律,如下是通用的方法名或前缀:

  • of - static factory method
  • parse - static factory method focussed on parsing
  • get - gets the value of something
    is - checks if something is true
  • with - the immutable equivalent of a setter
  • plus - adds an amount to an object
  • minus - subtracts an amount from an object
  • to - converts this object to another type
  • at - combines this object with another, such as date.atTime(time)
  • parse - Parses the input string to produce an instance of the target class.
  • format - Uses the specified formatter to format the values in the temporal object to produce a string.
  • now - Obtains the current time from the system clock in the default time-zone

注意点

  • 时间类不通过构造函数生成对象,而是通过of工厂方法
  • 实际上,一般都是使用now来生成时间类的,该函数通过System.currentTimeMillis()获得毫秒。
  • 由于时间类都是不可变的,因此没有set方法,而是通过with方法返回对应字段修改后的副本。

还有一些其他辅助包下的类,它们主要用于时间的计算,比如TemporalAdjuster类。这里不讲了。

三 其他

3.1 遗留代码

java8之前,时间类是由java.util.Date, java.util.Calendarjava.util.TimeZone classes, 以及它的子类,比如java.util.GregorianCalendar.

其中,Instantjava.util.Date类似;ZonedDateTimejava.util.GregorianCalendar类似;java.util.TimeZone相当于java.time.ZoneIdjava.time.ZoneOffset

他们之间的转化关系如下:

  • Calendar.toInstant() converts the Calendar object to an Instant.
  • GregorianCalendar.toZonedDateTime()converts a GregorianCalendar instance to a ZonedDateTime.
  • GregorianCalendar.from(ZonedDateTime)creates a GregorianCalendar object using the default locale from a ZonedDateTime instance.
  • Date.from(Instant) creates a Date object from an Instant.
  • Date.toInstant() converts a Date object to an Instant.
  • TimeZone.toZoneId() converts a TimeZone object to a ZoneId.

3.2 DateTimeFormatter

时间类都有parse和format方法,分别用来解析字符串、生成字符串,都用到了DateTimeFormatter作为参数。该类用作时间格式器,格式化时间。有三种方法配置格式器:

  1. 使用预定义的格式器,如ISO_LOCAL_DATE。DateTimeFormatter提供了一系列的该类型实例的静态变量。
  2. 使用默认locale,比如解析输出中文啥滴;然后设置locale样式,比如long或medium。使用ofLocal...方法产生实例。
  3. 使用模式字符(pattern letters),如uuuu-MMM-dd。使用ofPattern方法产生实例。

这里详细介绍第三种方式。所有字母都保留,用作模式字符,标点符号不是。一些有用的符号如下:

Symbol Meaning Presentation Examples
u year year 2004; 04
y year-of-era year 2004; 04
D day-of-year number 189
M/L month-of-year number/text 7; 07; Jul; July; J
d day-of-month number 10
H hour-of-day (0-23) number 0
m minute-of-hour number 30
s second-of-minute number 55
V time-zone ID zone-id America/Los_Angeles; Z; -08:30
escape for text,用来转义的 delimiter

DateTimeFormatter也是不可变的,线程安全的。

参考:java.time.format.DateTimeFormatter

3.3 locale vs timezone

locale是一组参数,它定义用户的语言、区域和用户希望在用户界面中看到的任何特殊变体首选项;而timezone是地球上为法律、商业和社会目的遵守统一标准时间的区域。

我之前把两者弄混淆了,它们两个是不同的东西。locale主要是用在用户界面中设置语言地区相关的选项,而timezone是时区,和时间有关。比如美国只有一个locale(en-US),但是有多个时区,不同地方可能地方时不同。

参考:
How to get the current Time and TimeZone from Locale?
Locale (computer software)
Language localisation
Time zone

参考

时区(time zone)和地方时(local time
Package java.time:api文档,下面的总结很详细
Date Time tutorial

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