日期处理第四篇（终）- Java日期时间处理大总结

前面三篇分享了在Java中处理日期、时间相关的一些工具类。俗话说得好磨刀不误砍柴工，今天我们来系统的去看一下在程序中的日期是什么样的？我们把他的原理搞清楚，把概念弄明白，希望以后再遇到日期相关的问题，处理起来事半功倍。本篇会先阐述一下时间相关的概念，然后再分享日期的一些实战，比如日期格式化、日期计算、数据库存储日期用什么类型最好等。话不多说，开始吧。

日期时间概念

通用标准

ISO 8601确定四位数年份、两位数日月、两位数24小时制时分秒（yyyy-MM-dd HH:mm:ss）的表达方式作为国际标准。这一标准方便计算机进行自然排序，且可减少歧义，有利于跨国资讯交换。说个题外话，你知道千禧年问题吗？

日期字段解析

我们经常使用的就是这种格式yyyy-MM-dd HH:mm:ss，还有很多其他格式，我们了解了下面每个字符的含义后，就可以按照自己想要的格式进行输出了。
y: 年，一般使用yyyy表示4位年份如2024，yy表示2位年份如24
M：月，一般使用MM表示月份比如01、12，MMM会根据语言环境显示不用的月份，如中国：一月、十二月；美国：Oct
d: 月份中天数，一般使用dd表示月份，如：20
D：年份中的天数，表示的是一年的第几天，用D表示，如：323
E：星期几。用E表示，比如中国显示星期六，英语环境下会显示 Sat
H：一天中的小时数（0-23），24小时制，一般用HH表示小时数，如：18
h：一天中的小时数（1-12），12小时制，使用hh表示的10点也可能是晚上22点
m：分钟，用mm表示，如：53
s：秒（1-999），用ss表示，如：35
S：毫秒，一般使用SSS表示，如：879
-: 连接符，没有特殊意义，可以是任意字符，汉字也可以
z：时区，通用时区，如：Pacific Standard Time; PST; GMT-08:00
Z：时区，RFC 822时区，如：-0800,+0800
X：时区，ISO 8601时区，如：-08; -0800; -08:00;+08:00
a：表示am/pm,
G：年代，AD（公元）、BC（公元前）

2024-01-21T00:38:55.981+08:00
这个时间的格式用字母来表达式就是：yyyy-MM-ddTHH:mm:ss.SSSX
T是什么含义呢，类似分隔符可以用任何字符代替，但是国际标准用T来表面后半部分是时间，前半部分是日期。X是时区。

我们再来看一些日期格式，下面这些其实并不常用，可以作为参考：

国际化的日期格式

可以简单看下国际化的日期格式都是什么样的：
https://docs.oracle.com/cd/E19683-01/816-3981/overview-46/index.html

以上可以看到只要掌握了日期每个字段的概念和代表符号，就可以自定义你想要的任何格式了。最常见的还是yyyy-MM-dd HH:mm:ss，主要字母的大小写。

日期的实战

知道了日期的概念之后，我们进入实战部分，这里会介绍最常见的一些场景和问题。首先之前介绍了三篇的Java日期处理的工具类：

1. 日期处理第一篇：优雅好用的Java日期工具类Joda-Time: Java8之前的业务场景推荐使用Joda-Time
2. 日期处理第二篇：Java8新时间和日期API，看完你就全明白了：Java8以后的版本包括Java8，优先使用内置的sdk，弃用java.date下的工具类，优先使用java.time下的工具类。
3. 日期处理第三篇：Hutool的日期时间工具-DateUtil使用：使用起来很方便，也兼容了Java8新的日期的API，但是非必要不建议引入额外的jar包了，推荐使用内置的就可以。

应该没有太多项目了还在java8之前的版本，所以本篇会全部采用Java8新的日期API来进行编码做示例。

第一个问题：日期常用时间操作

这个问题应该是我们业务中最常遇见到的了，将日期输出、展示、存储、时间戳转成日期格式等场景，我们下面一一说明。

1. 获取当前系统时间

// 2024-01-21T12:20:05.394
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
System.out.println(localDateTime);
// 2024-01-21T12:20:05.395  推荐使用带有时区的方式获取时间
LocalDateTime localDateTime2 = LocalDateTime.now(ZoneId.systemDefault());
System.out.println(localDateTime2);
// 2024-01-21T04:20:05.395
LocalDateTime localDateTime3 = LocalDateTime.now(ZoneId.of("UTC+0"));
System.out.println(localDateTime3);

虽然我们日常使用第一种LocalDateTime.now()的场景更多，但是这里还是要强调推荐使用LocalDateTime.now(ZoneId.systemDefault());这种带有时区的方式获取时间，这样目的更明确。

2. 获取当前系统时间戳

		//1705811713124
        long now = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(now);
        
        // 1705811713124
        Instant instant = Instant.now();
        System.out.println(instant.toEpochMilli());

3. 日期时间和字符串之间的转换

		// 时间戳转成字符串
        Instant instant = Instant.now();
        // 2024-01-21T12:35:13.124
        LocalDateTime fromMillsDateTime = LocalDateTime.ofInstant(instant, ZoneId.systemDefault());
        System.out.println(fromMillsDateTime);
		
		// 字符串转成时间戳
		Instant instantFromDateTime = fromMillsDateTime.toInstant(ZoneOffset.UTC);
		// 1705840746886
        System.out.println(instantFromDateTime.toEpochMilli());

4. 日期格式化-DateTimeFormatter
   记住不要再使用SimpleDateFormat了，SimpleDateFormat是线程不安全的，也说也被淘汰的类了，推荐使用DateTimeFormatter，DateTimeFormatter也是一个不可变的类，所以是线程安全的，比SimpleDateFormat靠谱多了吧。另外它还内置了非常多的格式化模版实例供以使用，形如：
   

String strDate6 = "2017-01-05";
String strDate7 = "2017-01-05 12:30:05";

LocalDate date = LocalDate.parse(strDate6, DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd"));
LocalDateTime dateTime1 = LocalDateTime.parse(strDate7, DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));


LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
String strDate1 = dateTime.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);    // 20170105
String strDate2 = dateTime.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);    // 2017-01-05
String strDate3 = dateTime.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_TIME);    // 14:20:16.998
String strDate4 = dateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd"));   // 2017-01-05
String strDate5 = dateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("今天是：YYYY年 MMMM DD日 E", Locale.CHINESE)); // 今天是：2017年 一月 05日 星期四

若想自定义模式pattern，和Date一样它也可以自己指定任意的pattern 日期/时间模式。由于本文在Date部分详细介绍了日期/时间模式，各个字母代表什么意思以及如何使用，这里就不再赘述了哈。

DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("第Q季度 yyyy-MM-dd HH:mm:ss", Locale.US);

    // 格式化输出
    System.out.println(formatter.format(LocalDateTime.now()));

    // 解析
    String dateTimeStrParam = "第1季度 2021-01-17 22:51:32";
    LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.parse(dateTimeStrParam, formatter);
    // Q/q：季度，如3; 03; Q3; 3rd quarter。
    System.out.println("解析后的结果：" + localDateTime);

还有很多其他操作参考： 日期处理第二篇：Java8新时间和日期API，看完你就全明白了

第二个问题：时区的问题

令人最头痛的应该就是这个时区的问题了，平时虽然我们用不到，但还是会经常遇到时区的问题的，最近也在做国际化相关的项目，所以开始深入的了解一下时区的问题。
查资料的时候发现这篇文章研究的很清楚，可以参考：https://www.cnblogs.com/yourbatman/p/14307194.html
如果展开来讲，又能写一篇博客深入浅出时区了，这里我们还是尽量简单讲基础概念和实战运用，想深入了解的可以参考上面的文章。

时区概念

我们经常遇到一些名词：时间戳、UTC、GMT、夏令时等，我们来看一看这几个名词分别是什么意思。

• 时间戳（Timestamp）：是指从一个特定的时间起点开始，到另一个时间点的间隔数值。通常来说，这个起点是UNIX时间的开始，即1970年1月1日00:00:00 UTC（协调世界时），到目标日期的秒数（或者毫秒数）。时间戳是一个非常精确的时间表示方法，广泛应用于程序开发和数据库中。

• UTC（Coordinated Universal Time，协调世界时）：是世界标准时间，替代了过去的格林尼治标准时间（GMT）。UTC比GMT更加精确，在偏差控制上采用了原子时钟，因此UTC现在被作为全球统一的时间标准。

• GMT（Greenwich Mean Time，格林尼治平时）：指位于英国伦敦郊区的格林尼治天文台的标准时间，过去常用作国际时间标准。由于GMT不是非常精确（它不涉及原子时钟），现在一般使用更精确的UTC来替代它。

• 夏令时（Daylight Saving Time，DST）：是一种在夏季把标准时间调快1小时的制度，目的是让人们更好地利用日照，晚上减少电灯的使用，以节约能源。不是所有的国家和地区都采用夏令时。在进入冬季时，会把时间调回正常的标准时间。

其实夏令时的英语很有意思，节省日光时间，所以这就很容易记住和明白他的含义了。这里记住UTC就可以了，因为我们使用最多的还是UTC。还有UTC、GMT这些不是时区，是一个标准的统称，UTC+8 这才是一个时区，表示标准时间增加8个小时，就是北京时间了。

时区的处理

Java中引入了ZoneId和ZoneOffset，这两个概念如下：
ZoneId：代表了一个时区的标识符，例如“Europe/Paris”。它是用来识别特定的时区规则的，并且可以用于转换时间点到本地时间。ZoneId可以通过静态方法of来获取，也可以通过时区规则的转换来获得。ZoneId与时区规则相关，这意味着它也包含了关于夏令时(如果该时区有)的信息。如：将一个Instant时间戳转换为本地日期/时间LocalDateTime。

ZoneOffset：是ZoneId的一个具体实现，它表示与UTC/格林尼治时间偏移了多少小时、分钟。ZoneOffset不包含夏令时的信息，它纯粹代表了一个固定的时差，例如“+08:00”代表东八区。ZoneOffset通常用在不需要关心夏令时变化的情况下，如记录日志、事件时间戳等。

ZoneID的使用

时区ZoneId是包含有规则的，实际上描述偏移量何时以及如何变化的实际规则由java.time.zone.ZoneRules定义。ZoneId则只是一个用于获取底层规则的ID。之所以采用这种方法，是因为规则是由政府定义的，并且经常变化，而ID是稳定的。对于API调用者来说只需要使用这个ID（也就是ZoneId）即可，而需无关心更为底层的时区规则ZoneRules，和“政府”同步规则的事是它领域内的事就交给它喽。如：夏令时这条规则是由各国政府制定的，而且不同国家不同年一般都不一样，这个事就交由JDK底层的ZoneRules机制自行sync，使用者无需关心。
ZoneId在系统内是唯一的，它共包含三种类型的ID：

最简单的ID类型：ZoneOffset，它由’Z’和以’+‘或’-‘开头的id组成。如：Z、+18:00、-18:00
另一种类型的ID是带有某种前缀形式的偏移样式ID，例如’GMT+2’或’UTC+01:00’。可识别的（合法的）前缀是’UTC’， ‘GMT’和’UT’
第三种类型是基于区域的ID（推荐使用）。基于区域的ID必须包含两个或多个字符，且不能以’UTC’、‘GMT’、‘UT’ '+‘或’-'开头。基于区域的id由配置定义好的，如Europe/Paris

在Java中使用ZoneId来处理时区。

        // 中国时间：2024-01-21T13:12:57.577
        LocalDateTime chinaTime = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
        LocalDateTime chinaTime2 = LocalDateTime.now(ZoneId.of("UTC+8"));
        System.out.println(chinaTime);
        System.out.println(chinaTime2);

        // 纽约时间：2024-01-21T00:12:57.580
        LocalDateTime usaTime2 = LocalDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"));
        System.out.println(usaTime2);

这些代号不太好记，可以实时查看sdk，也可以根据时区偏移量来计算。

ZoneOffset的使用

距离格林威治/UTC的时区偏移量，例如+02:00。值得注意的是它继承自ZoneId，所以也可当作一个ZoneId来使用的，当然并不建议你这么去做，请独立使用。

时区偏移量是时区与格林威治/UTC之间的时间差。这通常是固定的小时数和分钟数。世界不同的地区有不同的时区偏移量。在ZoneId类中捕获关于偏移量如何随一年的地点和时间而变化的规则（主要是夏令时规则），所以继承自ZoneId。

偏移量是能精确到秒的，只不过一般来说精确到分钟已经到顶了。

		// 2024-01-21T13:20:14.987
        LocalDateTime zoneOffsetTime = LocalDateTime.now(ZoneId.ofOffset("UTC", ZoneOffset.ofHours(8)));
        System.out.println(zoneOffsetTime);

让人恼火的夏令时

因为有夏令时规则的存在，让操作日期/时间的复杂度大大增加。但还好JDK尽量的屏蔽了这些规则对使用者的影响。因此：**推荐使用时区（ZoneId）**转换日期/时间，一般情况下不建议使用偏移量ZoneOffset去搞，这样就不会有夏令时的烦恼啦。

第三个问题：MySQL存储时间用什么类型？

在数据库中也有很多存储时间格式，有的使用INT，有的使用DATETIME或者使用TIMESTAMP，甚至有人会使用字符串的日期时间如”2024-01-21 13:00:00“。那么下面我们来看下使用哪种方式存储比较好。

首先，不推荐使用字符串。这是初学者很容易犯的错误，容易直接将字段设置为 VARCHAR 类型，存储"2021-01-01 00:00:00"这样的字符串。当然这样做的优点是比较简单，上手快。但是极力不推荐这样做，因为这样做有两个比较大的问题：

• 字符串占用的空间大
• 这样存储的字段比较效率太低，只能逐个字符比较，无法使用 MySQL 提供的日期API

MySQL中的日期类型

MySQL 数据库中常见的日期类型有 YEAR、DATE、TIME、DATETIME、TIMESTAMEP。因为一般都需要将日期精确到秒，其中比较合适的有DATETIME，TIMESTAMEP。

DATETIME

DATETIME 在数据库中存储的形式为：YYYY-MM-DD HH:MM:SS，固定占用 8 个字节。
从 MySQL 5.6 版本开始，DATETIME 类型支持毫秒，DATETIME(N) 中的 N 表示毫秒的精度。例如，DATETIME(6) 表示可以存储 6 位的毫秒值。

TIMESTAMEP

TIMESTAMP 实际存储的内容为‘1970-01-01 00:00:00’到现在的毫秒数。在 MySQL 中，由于类型 TIMESTAMP 占用 4 个字节，因此其存储的时间上限只能到‘2038-01-19 03:14:07’。

从 MySQL 5.6 版本开始，类型 TIMESTAMP 也能支持毫秒。与 DATETIME 不同的是，若带有毫秒时，类型 TIMESTAMP 占用 7 个字节，而 DATETIME 无论是否存储毫秒信息，都占用 8 个字节。

类型 TIMESTAMP 最大的优点是可以带有时区属性，因为它本质上是从毫秒转化而来。如果你的业务需要对应不同的国家时区，那么类型 TIMESTAMP 是一种不错的选择。比如新闻类的业务，通常用户想知道这篇新闻发布时对应的自己国家时间，那么 TIMESTAMP 是一种选择。Timestamp 类型字段的值会随着服务器时区的变化而变化，自动换算成相应的时间，说简单点就是在不同时区，查询到同一个条记录此字段的值会不一样。

数值型时间戳（INT）

很多时候，我们也会使用 int 或者 bigint 类型的数值也就是时间戳来表示时间。这种存储方式的具有 Timestamp 类型的所具有一些优点，并且使用它的进行日期排序以及对比等操作的效率会更高，跨系统也很方便，毕竟只是存放的数值。缺点也很明显，就是数据的可读性太差了，你无法直观的看到具体时间。

综上，通过对这三个类型的比较，推荐使用TIMESTAMP。我们看看《高性能 MySQL 》中的作者是如何说的：

结论

当你不知道在数据库中使用哪个时间类型时，就选择TIMESTAMP。

第四个问题：项目国际化，日期时间处理方案。

内容过多，准备专门写一个博客来阐述国际化方案中的时间该怎么处理，从数据库到前端展示等，保持关注。

总结

本文在前三篇的基础上，着重介绍日期时间的原理和概念以及经常用到的一些名词解释。最后把项目中经常遇到的一些问题记录下来，后续如果再遇到其他的问题，也会补充到这里，记得收藏关注。