Java的日期时间API

目录

JDK8之前的日期时间API

java.lang.System类

java.util.Date类

java.text.SimpleDateFormat类

java.util.Calendar(日历)类

java.util.GregorianCalendar类

JDK8中新日期时间API

LocalDate、LocalTime、LocalDateTime 类

Instant类

java.time.format.DateTimeFormatter类

其它API

与传统日期处理的转换

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JDK8之前的日期时间API

java.lang.System类

System类提供的public static long currentTimeMillis()用来返回当前时间与1970年1月1日0时0分0秒之间以毫秒为单位的时间差。此方法适于计算时间差。

计算世界时间的主要标准有：
        UTC(Coordinated Universal Time)
        GMT(Greenwich Mean Time)
        CST(Central Standard Time)

java.util.Date类

java.util 包提供了 Date 类来封装当前的日期和时间。表示特定的瞬间，精确到毫秒。

构造器

Date()	使用无参构造器创建的对象可以获取本地当前时间
Date(long millisec)	构造函数接收一个参数，该参数是从 1970 年 1 月 1 日起的毫秒数

常用方法

Date 对象创建以后，可以调用下面的方法：

序号	方法和描述
1	boolean after(Date date) 若当调用此方法的Date对象在指定日期之后返回true,否则返回false。
2	boolean before(Date date) 若当调用此方法的Date对象在指定日期之前返回true,否则返回false。
3	Object clone( ) 返回此对象的副本。
4	int compareTo(Date date) 比较当调用此方法的Date对象和指定日期。两者相等时候返回0。调用对象在指定日期之前则返回负数。调用对象在指定日期之后则返回正数。
5	int compareTo(Object obj) 若obj是Date类型则操作等同于compareTo(Date) 。否则它抛出ClassCastException。
6	boolean equals(Object date) 当调用此方法的Date对象和指定日期相等时候返回true,否则返回false。
7	long getTime( ) 返回自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 GMT 以来此 Date 对象表示的毫秒数。
8	int hashCode( )  返回此对象的哈希码值。
9	void setTime(long time)   用自1970年1月1日00:00:00 GMT以后time毫秒数设置时间和日期。
10	String toString( ) 把此 Date 对象转换为以下形式的 String： dow mon dd hh:mm:ss zzz yyyy 其中： dow 是一周中的某一天 (Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat)。

日期比较

Java使用以下三种方法来比较两个日期：

1）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。

2）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。

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

java.text.SimpleDateFormat类

SimpleDateFormat 是一个以语言环境敏感的方式来格式化和分析日期的类。SimpleDateFormat 允许你选择任何用户自定义日期时间格式来运行。

构造方法

SimpleDateFormat()	默认的模式和语言环境创建对象
public SimpleDateFormat(String pattern)	该构造方法可以用参数pattern指定的格式创建一个对象

格式化和解析

SimpleDateFormat允许进行格式化：日期 -> 文本、解析：文本 -> 日期。

public String format(Date date)	格式化时间对象date
public Date parse(String source)	从给定字符串的开始解析文本，以生成一个日期

日期和时间的格式化编码

时间模式字符串用来指定时间格式。在此模式中，所有的 ASCII 字母被保留为模式字母，定义如下：

字母	描述	示例
G	纪元标记	AD
y	四位年份	2001
M	月份	July or 07
d	一个月的日期	10
h	A.M./P.M. (1~12)格式小时	12
H	一天中的小时 (0~23)	22
m	分钟数	30
s	秒数	55
S	毫秒数	234
E	星期几	Tuesday
D	一年中的日子	360
F	一个月中第几周的周几	2 (second Wed. in July)
w	一年中第几周	40
W	一个月中第几周	1
a	A.M./P.M. 标记	PM
k	一天中的小时(1~24)	24
K	A.M./P.M. (0~11)格式小时	10
z	时区	Eastern Standard Time
'	文字定界符	Delimiter
"	单引号	`

java.util.Calendar(日历)类

我们现在已经能够格式化并创建一个日期对象了，但是我们如何才能设置和获取日期数据的特定部分呢，比如说小时，日，或者分钟? 我们又如何在日期的这些部分加上或者减去值呢? 答案是使用Calendar 类。

Calendar类的功能要比Date类强大很多，而且在实现方式上也比Date类要复杂一些。

Calendar类是一个抽象类，主用用于完成日期字段之间相互操作的功能。在实际使用时实现特定的子类的对象，创建对象的过程对程序员来说是透明的，只需要使用getInstance方法创建即可。

Calendar类对象创建和设置

创建一个代表系统当前日期的Calendar对象：

Calendar c = Calendar.getInstance(); //默认是当前日期

创建一个指定日期的Calendar对象：

使用Calendar类代表特定的时间，需要首先创建一个Calendar的对象，然后再设定该对象中的年月日参数来完成。

//创建一个代表2023年6月12日的Calendar对象
Calendar c1 = Calendar.getInstance();
c1.set(2023, 6 - 1, 12);

如果只设定某个字段，例如日期的值，则可以使用如下set方法：

public void set(int field,int value)

把 c1对象代表的日期设置为10号，其它所有的数值会被重新计算：

c1.set(Calendar.DATE,10);

把c1对象代表的年份设置为2022年，其他的所有数值会被重新计算：

c1.set(Calendar.YEAR,2022);

其他字段属性set的意义以此类推。

Calendar类对象信息的获取

Calendar c1 = Calendar.getInstance();
// 获得年份
int year = c1.get(Calendar.YEAR);
// 获得月份
int month = c1.get(Calendar.MONTH) + 1;
// 获得日期
int date = c1.get(Calendar.DATE);
// 获得小时
int hour = c1.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
// 获得分钟
int minute = c1.get(Calendar.MINUTE);
// 获得秒
int second = c1.get(Calendar.SECOND);
// 获得星期几（注意（这个与Date类是不同的）：1代表星期日、2代表星期1、3代表星期二，以此类推）
int day = c1.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);

Calendar类对象字段类型

Calendar类中用以下这些常量表示不同的意义，jdk内的很多类其实都是采用的这种思想。

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

java.util.GregorianCalendar类

Calendar类实现了公历日历，GregorianCalendar是Calendar类的一个具体实现。

Calendar的getInstance()方法返回一个默认用当前的语言环境和时区初始化的GregorianCalendar对象。

GregorianCalendar定义了两个字段：AD和BC。这是代表公历定义的两个时代。

构造方法

序号	构造函数和说明
1	GregorianCalendar() 在具有默认语言环境的默认时区内使用当前时间构造一个默认的 GregorianCalendar。
2	GregorianCalendar(int year, int month, int date) 在具有默认语言环境的默认时区内构造一个带有给定日期设置的 GregorianCalendar
3	GregorianCalendar(int year, int month, int date, int hour, int minute) 为具有默认语言环境的默认时区构造一个具有给定日期和时间设置的 GregorianCalendar。
4	GregorianCalendar(int year, int month, int date, int hour, int minute, int second)   为具有默认语言环境的默认时区构造一个具有给定日期和时间设置的 GregorianCalendar。
5	GregorianCalendar(Locale aLocale) 在具有给定语言环境的默认时区内构造一个基于当前时间的 GregorianCalendar。
6	GregorianCalendar(TimeZone zone) 在具有默认语言环境的给定时区内构造一个基于当前时间的 GregorianCalendar。
7	GregorianCalendar(TimeZone zone, Locale aLocale)  在具有给定语言环境的给定时区内构造一个基于当前时间的 GregorianCalendar。

常用方法

序号	方法和说明
1	void add(int field, int amount) 根据日历规则，将指定的（有符号的）时间量添加到给定的日历字段中。
2	protected void computeFields() 转换UTC毫秒值为时间域值
3	protected void computeTime() 覆盖Calendar ，转换时间域值为UTC毫秒值
4	boolean equals(Object obj) 比较此 GregorianCalendar 与指定的 Object。
5	int get(int field) 获取指定字段的时间值
6	int getActualMaximum(int field) 返回当前日期，给定字段的最大值
7	int getActualMinimum(int field) 返回当前日期，给定字段的最小值
8	int getGreatestMinimum(int field)  返回此 GregorianCalendar 实例给定日历字段的最高的最小值。
9	Date getGregorianChange() 获得格里高利历的更改日期。
10	int getLeastMaximum(int field) 返回此 GregorianCalendar 实例给定日历字段的最低的最大值
11	int getMaximum(int field) 返回此 GregorianCalendar 实例的给定日历字段的最大值。
12	Date getTime() 获取日历当前时间。
13	long getTimeInMillis() 获取用长整型表示的日历的当前时间
14	TimeZone getTimeZone() 获取时区。
15	int getMinimum(int field) 返回给定字段的最小值。
16	int hashCode() 重写hashCode.
17	boolean isLeapYear(int year) 确定给定的年份是否为闰年。
18	void roll(int field, boolean up) 在给定的时间字段上添加或减去（上/下）单个时间单元，不更改更大的字段。
19	void set(int field, int value) 用给定的值设置时间字段。
20	void set(int year, int month, int date) 设置年、月、日的值。
21	void set(int year, int month, int date, int hour, int minute) 设置年、月、日、小时、分钟的值。
22	void set(int year, int month, int date, int hour, int minute, int second) 设置年、月、日、小时、分钟、秒的值。
23	void setGregorianChange(Date date) 设置 GregorianCalendar 的更改日期。
24	void setTime(Date date) 用给定的日期设置Calendar的当前时间。
25	void setTimeInMillis(long millis) 用给定的long型毫秒数设置Calendar的当前时间。
26	void setTimeZone(TimeZone value) 用给定时区值设置当前时区。
27	String toString() 返回代表日历的字符串。

JDK8中新日期时间API

新日期时间API出现的背景

如果我们可以跟别人说：“我们在1502643933071见面，别晚了！”那么就再简单不过了。但是我们希望时间与昼夜和四季有关，于是事情就变复杂了。JDK 1.0中包含了一个java.util.Date类，但是它的大多数方法已经在JDK 1.1引入Calendar类之后被弃用了。而Calendar并不比Date好多少。它们面临的问题是：
        可变性：像日期和时间这样的类应该是不可变的。
        偏移性：Date中的年份是从1900开始的，而月份都从0开始。
        格式化：格式化只对Date有用，Calendar则不行。
        此外，它们也不是线程安全的；不能处理闰秒等。

第三次引入的API是成功的，并且Java 8中引入的java.time API 已经纠正了过去的缺陷，将来很长一段时间内它都会为我们服务。

新的 java.time 中包含了所有关于本地日期（LocalDate）、本地时间（LocalTime）、本地日期时间（LocalDateTime）、时区（ZonedDateTime）和持续时间（Duration）的类。历史悠久的 Date 类新增了 toInstant() 方法，用于把 Date 转换成新的表示形式。这些新增的本地化时间日期 API 大大简化了日期时间和本地化的管理。

java.time	包含值对象的基础包
java.time.chrono	提供对不同的日历系统的访问
java.time.format	格式化和解析时间和日期
java.time.temporal	包括底层框架和扩展特性
java.time.zone	包含时区支持的类

LocalDate、LocalTime、LocalDateTime 类

LocalDate、LocalTime、LocalDateTime 类是其中较重要的几个类，它们的实例是不可变的对象，分别表示使用 ISO-8601日历系统的日期、时间、日期和时间。它们提供了简单的本地日期或时间，并不包含当前的时间信息，也不包含与时区相关的信息。

LocalDate	代表IOS格式（yyyy-MM-dd）的日期,可以存储 生日、纪念日等日期
LocalTime	表示一个时间，而不是日期
LocalDateTime	用来表示日期和时间的，这是一个最常用的类之一

方法描述

方法	描述
now() / * now(ZoneId zone)	静态方法，根据当前时间创建对象/指定时区的对象
of()	静态方法，根据指定日期/时间创建对象
getDayOfMonth()/getDayOfYear()	获得月份天数(1-31) /获得年份天数(1-366)
getDayOfWeek()	获得星期几(返回一个 DayOfWeek 枚举值)
getMonth()	获得月份, 返回一个 Month 枚举值
getMonthValue() / getYear()	获得月份(1-12) /获得年份
getHour()/getMinute()/getSecond()	获得当前对象对应的小时、分钟、秒
withDayOfMonth()/withDayOfYear()/ withMonth()/withYear()	将月份天数、年份天数、月份、年份修改为指定的值并返回新的对象
plusDays(), plusWeeks(), plusMonths(), plusYears(),plusHours()	向当前对象添加几天、几周、几个月、几年、几小时
minusMonths() / minusWeeks()/ minusDays()/minusYears()/minusHours()	从当前对象减去几月、几周、几天、几年、几小时

Instant类

Instant：时间线上的一个瞬时点。 这可能被用来记录应用程序中的事件时间戳。时间戳是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现在的总秒数。

在处理时间和日期的时候，我们通常会想到年,月,日,时,分,秒。然而，这只是时间的一个模型，是面向人类的。第二种通用模型是面向机器的，或者说是连续的。在此模型中，时间线中的一个点表示为一个很大的数，这有利于计算机处理。在UNIX中，这个数从1970年开始，以秒为的单位；同样的，在Java中，也是从1970年开始，但以毫秒为单位。

java.time包通过值类型Instant提供机器视图，不提供处理人类意义上的时间单位。Instant表示时间线上的一点，而不需要任何上下文信息，例如，时区。

概念上讲，它只是简单的表示自1970年1月1日0时0分0秒（UTC）开始的秒数。因为java.time包是基于纳秒计算的，所以Instant的精度可以达到纳秒级。(1 ns = 10-9 s) 1秒 = 1000毫秒 =10^6微秒=10^9纳秒。

方法描述

方法	描述
now()	静态方法，返回默认UTC时区的Instant类的对象
ofEpochMilli(long epochMilli)	静态方法，返回在1970-01-01 00:00:00基础上加上指定毫秒数之后的Instant类的对象
atOffset(ZoneOffset offset)	结合即时的偏移来创建一个 OffsetDateTime
toEpochMilli()	返回1970-01-01 00:00:00到当前时间的毫秒数，即为时间戳

 

java.time.format.DateTimeFormatter类

预定义的标准格式。如：ISO_LOCAL_DATE_TIME;ISO_LOCAL_DATE;ISO_LOCAL_TIME
本地化相关的格式。如：ofLocalizedDateTime(FormatStyle.LONG)
自定义的格式。如：ofPattern(“yyyy-MM-dd hh:mm:ss”)

方法描述

方法	描述
ofPattern(String pattern)	静态方法，返回一个指定字符串格式的DateTimeFormatter
format(TemporalAccessor t)	格式化一个日期、时间，返回字符串
parse(CharSequence text)	将指定格式的字符序列解析为一个日期、时间

其它API

ZoneId：该类中包含了所有的时区信息，一个时区的ID，如 Europe/Paris

ZonedDateTime：一个在ISO-8601日历系统时区的日期时间，如 2007-12-03T10:15:30+01:00 Europe/Paris。 其中每个时区都对应着ID，地区ID都为“{区域}/{城市}”的格式，例如：Asia/Shanghai等 。 

Clock：使用时区提供对当前即时、日期和时间的访问的时钟。

Duration：持续时间，用于计算两个“时间”间隔

Period：日期间隔，用于计算两个“日期”间隔

TemporalAdjuster : 时间校正器。有时我们可能需要获取例如：将日期调整到“下一个工作日”等操作。

TemporalAdjusters : 通过静态方法(firstDayOfXxx()/lastDayOfXxx()/nextXxx()) 提供了大量的常用TemporalAdjuster 的实现。
 

与传统日期处理的转换

类	To 遗留类	From 遗留类
java.time.Instant与java.util.Date	Date.from(instant)	date.toInstant()
java.time.Instant与java.sql.Timestamp	Timestamp.from(instant)	timestamp.toInstant()
java.time.ZonedDateTime与 java.util.GregorianCalendar	GregorianCalendar .from(zonedDateTime)	cal.toZonedDateTime()
java.time.LocalDate与java.sql.Time	Date.valueOf(localDate)	date.toLocalDate()
java.time.LocalTime与java.sql.Time	Date.valueOf(localDate)	date.toLocalTime()
java.time.LocalDateTime与 java.sql.Timestamp	Timestamp .valueOf(localDateTime)	timestamp .toLocalDateTime()
java.time.ZoneId与java.util.TimeZone	Timezone.getTimeZone(id)	timeZone.toZoneId()
java.time.format.DateTimeFormatter与 java.text.DateFormat	formatter.toFormat()	无