JavaSE-日期和时间API

Java原本提供了Date和Calendar用于处理日期、时间的类，包括创建日期、时间对象，获取系统当前日期、时间等操作。但Date不仅无法实现国际化，而且它对不同属性也使用了前后矛盾的偏移量，比如月份与小时都是从0开始的，月份中的天数则是从1开始的，年又是从1900年开始的，而Calendar显得过于复杂

格林尼治时间：1970年1月1日0点0分0秒为时间原点

• 1秒 = 1000毫秒
• 1毫秒 = 1000微秒
• 1微秒 = 1000纳秒
• 1秒 = 1000000000纳秒

Date、Calendar

java.util.Date类用来处理日期、时间。Date类从JDK1.0就存在了，但正因为它历史悠久，所以它的大部分构造器、方法都已经过时，不再推荐使用了。Date类提供了6个构造器，其中4个已经Deprecated，剩下两个构造器如下

Date date1 = new Date(2021, 11, 25, 8, 0, 0);
Date date2 = new Date("Dec 26 08:00:00 2021");
Date date3 = new Date("2021/12/26 08:00:00");
System.out.println(date1); // Sun Dec 25 08:00:00 CST 3921(3921=指定时间+1900)
System.out.println(date2); // Sun Dec 26 08:00:00 CST 2021(CST是中国的时区)
System.out.println(date3); // Sun Dec 26 08:00:00 CST 2021

因为Date类在设计上存在一些缺陷，所以Java提供了Calendar类来更好地处理日期和时间

JDK1.1引入Calendar类(java.util.Calendar)，Calendar类虽然直译为日历，但也可以被理解为时间点。它是一个抽象类，通过getInstance()方法可以获得其子类实例，所获得子类的实例时GregorianCalendar类的对象

通过Calendar类提供的get()方法获得某个时间点的各个时间分量，get()方法的参数是整型数据，通常以Calendar类所定义的静态属性作为参数

Calendar c1 = Calendar.getInstance(); // 2021-12-26
c1.get(Calendar.YEAR); // 2021
c1.get(Calendar.MONTH); // 11
c1.get(Calendar.DATE); // 26

Calendar c2 = Calendar.getInstance();
c2.set(2021, 12, 26);
c2.add(Calendar.DATE, 2);
System.out.println(c2.get(Calendar.DATE)); // 28

JDK8 新增日期类总概括

由于Calendar的API还是不够给力，它的实例是易变的，并且它没有处理诸如闰秒这样的问题。所以在JavaSE8中引入了Date-Time API，它提供了一个日期和时间的综合模型。注意：JDK8新增的日期类中月份是从1-12

* 秒被捕获到纳秒精度
** 这个类不存储这些信息，但有方法在这些单元中提供时间
*** 将周期添加到ZonedDateTime时，会观察到夏令时或其他本地时差

Date-Time API 由主包 java.time 和四个子包组成：

• java.time：表示日期和时间的API的核心。它包括日期，时间，日期和时间相结合的类别， 时区/zones，瞬间/instants，持续时间/duration和时钟/clocks。这些类基于ISO-8601中定义的日历系统， 并且不可变且线程安全
• java.time.format：用于格式化和分析日期和时间的类
• java.time.temporal：扩展API主要用于框架和库编写器，允许日期和时间类之间的互操作，查询和调整。字段（TemporalField和ChronoField）和单位（TemporalUnit和ChronoUnit）在此包中定义
• java.time.zone：支持时区的类，时区的偏移和时区规则。如果使用时区，大多数开发人员只需使用ZonedDateTime和ZoneId或ZoneOffset
• java.time.chrono：用于表示除默认ISO-8601以外的日历系统的API。您也可以定义自己的日历系统

DayOfWeek和Month枚举

DayOfWeek：一周7天的枚举；Month：一年12个月的枚举

System.out.printf("%s%n", DayOfWeek.MONDAY.plus(3));
DayOfWeek dow = DayOfWeek.MONDAY;
// 全写：Monday
System.out.println(dow.getDisplayName(TextStyle.FULL, Locale.ENGLISH));
// 首字母：M
System.out.println(dow.getDisplayName(TextStyle.NARROW, Locale.ENGLISH));
// 缩写：Mon
System.out.println(dow.getDisplayName(TextStyle.SHORT, Locale.ENGLISH));

System.out.printf("%d%n", Month.FEBRUARY.maxLength());
Month month = Month.AUGUST;
System.out.println(month.getDisplayName(TextStyle.FULL, Locale.ENGLISH));
System.out.println(month.getDisplayName(TextStyle.NARROW, Locale.ENGLISH));
System.out.println(month.getDisplayName(TextStyle.SHORT, Locale.ENGLISH));

Java8新增日期类

日期API提供四个专门处理日期信息的类，不考虑时间或时区：LocalDate,Year,YearMonth,MonthDay

一个LocalDate代表年月日的ISO日历，表示没有时间的日期是有用的。您可以使用LocalDate跟踪重大事件， 例如出生日期或结婚日期。以下示例使用of和with方法来创建LocalDate的实例

// 2000年11月20日 星期一
LocalDate date = LocalDate.of(2000, Month.NOVEMBER, 20);
// 当前指定日期的下一个 星期三
LocalDate nextWed = date.with(TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.WEDNESDAY));
// 当前指定日期的下一个 星期一
LocalDate nextMond = date.with(TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.MONDAY));

// 获取LocalDate时间分量
LocalDate date = LocalDate.of(2021, 12, 26);
System.out.println(date.getYear()); // 年：2021
System.out.println(date.get(ChronoField.YEAR)); // 年：2021
System.out.println(date.range(ChronoField.YEAR)); // 年份的范围：-999999999 - 999999999
System.out.println(date.range(ChronoField.DAY_OF_MONTH)); // 每月天数范围：1 - 31
System.out.println(date.getMonth()); // 月份枚举：DECEMBER
System.out.println(date.getMonth().getValue()); // 月份数字：12
System.out.println(date.getMonthValue()); // 月份数字：12
System.out.println(date.getDayOfMonth()); // 日期：26
System.out.println(date.getDayOfWeek()); // 星期：SUNDAY
System.out.println(date.getDayOfWeek().getValue()); // 星期：7
System.out.println(date.getDayOfYear()); // 一年中的第几天：360
System.out.println(date.lengthOfMonth()); // 一个月有几天：31
System.out.println(date.lengthOfYear()); // 一年有几天：265
System.out.println(date.isLeapYear()); // 判断是否是闰年：false
System.out.println(date.getEra()); // CE是公元后的年份;BCE是公元前的年份
System.out.println(date.toEpochDay()); // 与1970-1-1相差的天数：18987
System.out.println(date.getChronology()); // 获取各种历法的纪年方式：ISO 公历纪年法
System.out.println(date.getLong(ChronoField.EPOCH_DAY)); // 返回是long类型
System.out.println(date.isSupported(ChronoField.MILLI_OF_DAY)); // 是否支持该常量：false


// 修改LocalDate时间分量
LocalDate date = LocalDate.of(2021, 12, 26);
LocalDate with = date.withMonth(3); // 把月份修改为指定日期
System.out.println(with); // 2021-03-26
LocalDate with1 = date.with(ChronoField.MONTH_OF_YEAR, 2);
System.out.println(with1); // 2021-02-26
LocalDate date2 = LocalDate.of(2021, 10, 1);
LocalDate with2 = date.with(date2);
System.out.println(with2); // 2021-10-01

// 增加、减少时间分量
LocalDate date = LocalDate.of(2021, 12, 26);
LocalDate plusYears = date.plusYears(1);
System.out.println(plusYears); // 2022-12-26
LocalDate plus1 = date.plus(1, ChronoUnit.DAYS);
System.out.println(plus1); // 2021-12-27
Period period = Period.of(1, 2, 3);
LocalDate plus2 = date.plus(period);
System.out.println(plus2); // 2023-03-01

// 日期的比较
LocalDate date1 = LocalDate.of(2021, 11, 26);
LocalDate date2 = LocalDate.of(2021, 12, 26);
System.out.println(date1.equals(date2)); // false；equals比较的必须是LocalDate对象
HijrahDate hDate = HijrahDate.of(1400, 6, 27);
System.out.println(date1.isEqual(hDate)); // false；isEqual可比较任意对象
System.out.println(date1.isBefore(date2)); // true
System.out.println(date1.isAfter(date2)); // false
System.out.println(date1.compareTo(date2)); // -1

// 计算日期差
LocalDate date1 = LocalDate.of(2021, 11, 26);
LocalDate date2 = LocalDate.of(2021, 12, 26);
System.out.println(date1.toEpochDay() - date2.toEpochDay()); // -30；两个日期之间相差多少天
System.out.println(date2.until(date1, ChronoUnit.DAYS)); // -30；date2到date1之间相差多少个星期
System.out.println(date2.until(date1)); // P-1M；返回的是Period对象:P表示Period对象,Y表示年,M表示月,D表示天
Stream dates1 = date1.datesUntil(date2); // 获取两个日期之间的每一天(注意：不包含最后一天)
Object[] array1 = dates1.toArray();
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
    System.out.println((LocalDate) array1[i]);
}
Stream dates2 = date1.datesUntil(date2, Period.ofDays(2)); // 获取两个日期之间指定步长的天数(不包含最后一天)
Object[] array2 = dates2.toArray();
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
    System.out.println((LocalDate) array2[i]);
}

// 判断特殊日期
LocalDate date1 = LocalDate.of(2021, 12, 26);
LocalDate date2 = LocalDate.of(2021, 11, 26);
MonthDay birthDay = MonthDay.of(date1.getMonth(), date1.getDayOfMonth());
MonthDay today = MonthDay.from(date2);
System.out.println(birthDay.equals(today));

Java8新增时间类

// 创建LocalTime对象
LocalTime now1 = LocalTime.now();
LocalTime now2 = LocalTime.of(12, 30);
LocalTime now3 = LocalTime.ofSecondOfDay(60);
LocalTime now4 = LocalTime.NOON;
System.out.println(now1); // 17:46:42.489430500
System.out.println(now2); // 12:30
System.out.println(now3); // 00:01
System.out.println(now4); // 12:00

LocalDateTime date = LocalDateTime.of(2021, 12, 26, 18, 30);
System.out.println(date); // 2021-12-26T18:30(大写字母T是英文单词Time的缩写)

周期和持续时间

Period表示：一段时间的区间，用来度量年月日和几天之间的时间值

• 构造方式：通过ofXXX()方法，并传递参数来获得；这种方式得到的Period对象，年月日3个计数器上的数值不会自动进位转换
  • 注意：Period不能自动进位处理，但可通过手动调用normalized方法来进位处理日期（这个方法只能规范年和月之间的进位，关于日和月之间没有进位）
• 计算方式：计算两个日期之间的时间差来获得

ChronoUnit：可以测量任意一个单位的间隔时间；也提供了各种单位常量

// 创建Period对象
Period p = Period.of(1, 2, 3);
System.out.println(p); // P1Y2M3D
LocalDate ld1 = LocalDate.of(2021, 12, 26);
LocalDate ld2 = LocalDate.of(2021, 11, 26);
Period period = Period.between(ld1, ld2);
System.out.println(period); // P-1M

Duration：表示时间的区间，用来度量秒和纳秒之间的时间值(Duration有明确的进位关系，所以可以正确进位)

• Duration类中内置了秒和纳秒两个计数器，其中纳秒计数器的合法数值范围是0-999999999，不能为负数
• 虽然Duration类只有秒和纳秒两个计数器，但其对象被打印出来却是以“时分秒”的格式来展现的
• 虽然纳秒计数器上的值不能为负数，但是再使用of()方法创建Duration对象的时候，却可以给表示纳秒的参数传递负数，在实际创建对象过程中，虚拟机会从秒计数器是哪个借来1秒修正纳秒计数器上的值为正值
• Duration输出格式：PT83H19M59.999998S

时区偏移类

ZoneId：是一个抽象类，而他被设计出来是为了表示两个概念：地区和时差。ZoneID有两个子类，分别是ZoneRegion和ZoneOffset

• ZoneRegion表示城市或地区，并以城市或地区反映“时区”
• ZoneOffset表示时差，特指与格林尼治时间的偏差

GMT简介：GMT，意为格林尼治时间，它是格林尼治天文台所在的那个时区的时间；还是由格林尼治天文台观测地球自转所确定的时间系统

UTC简介：UTC又称世界统一时间(为了协调世界时间)，UTC是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统

在JDK8新日期时间系统中，GMT和UTC并无数值上的差别

瞬时和时钟类

Instant代表一个具体的时刻(时间戳)，可以精确到纳秒

Clock表示当前时刻

时区偏移时间类

• ZonedDateTime：使用格林威治/UTC的时区偏移量处理具有相应时区的日期和时间
• OffsetDateTime：使用格林威治/UTC的相应时区偏移量处理日期和时间，但不包含时区ID
• OffsetTime：使用格林威治/UTC的相应时区偏移量处理时间，但不包含时区ID

解析与格式化

java.text.Format是一个抽象类，它有三个子类：NumberFormat、DateFormat、MessageFormat，分别用以实现数值/日期/国际化的格式化

……待续

参考资料：日期时间API