Java 8新特性探究(七)深入解析日期和时间-JSR310

众所周知,日期是商业逻辑计算一个关键的部分,任何企业应用程序都需要处理时间问题。应用程序需要知道当前的时间点和下一个时间点,有时它们还必须计算这两个时间点之间的路径。但java之前的日期做法太令人恶心了,我们先来吐槽一下。

吐槽java.util.Date跟Calendar

Tiago Fernandez做过一次投票,选举最烂的JAVA API,排第一的EJB2.X,第二的就是日期API。

槽点一

最开始的时候,Date既要承载日期信息,又要做日期之间的转换,还要做不同日期格式的显示,职责较繁杂(不懂单一职责,你妈妈知道吗?纯属恶搞~哈哈)

后来从JDK 1.1 开始,这三项职责分开了:

  • 使用Calendar类实现日期和时间字段之间转换;
  • 使用DateFormat类来格式化和分析日期字符串;
  • 而Date只用来承载日期和时间信息。

原有Date中的相应方法已废弃。不过,无论是Date,还是Calendar,都用着太不方便了,这是API没有设计好的地方。

槽点二

坑爹的year和month

Date date = new Date(2012,1,1);
System.out.println(date);
输出Thu Feb 01 00:00:00 CST 3912

观察输出结果,year是2012+1900,而month,月份参数我不是给了1吗?怎么输出二月(Feb)了?

应该曾有人告诉你,如果你要设置日期,应该使用 java.util.Calendar,像这样…

Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.set(2013, 8, 2);

这样写又不对了,calendar的month也是从0开始的,表达8月份应该用7这个数字,要么就干脆用枚举

calendar.set(2013, Calendar.AUGUST, 2);

注意上面的代码,Calendar年份的传值不需要减去1900(当然月份的定义和Date还是一样),这种不一致真是让人抓狂!

有些人可能知道,Calendar相关的API是IBM捐出去的,所以才导致不一致。

槽点三

java.util.Date与java.util.Calendar中的所有属性都是可变的

下面的代码,计算两个日期之间的天数….

public static void main(String[] args) {
    Calendar birth = Calendar.getInstance();
    birth.set(1975, Calendar.MAY, 26);
    Calendar now = Calendar.getInstance();
    System.out.println(daysBetween(birth, now));
    System.out.println(daysBetween(birth, now)); // 显示 0?
 }  

public static long daysBetween(Calendar begin, Calendar end) {
    long daysBetween = 0;
    while(begin.before(end)) {
        begin.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 1);
        daysBetween++;
    }
    return daysBetween;
}

daysBetween有点问题,如果连续计算两个Date实例的话,第二次会取得0,因为Calendar状态是可变的,考虑到重复计算的场合,最好复制一个新的Calendar

public static long daysBetween(Calendar begin, Calendar end) {
    Calendar calendar = (Calendar) begin.clone(); // 复制
    long daysBetween = 0;
    while(calendar.before(end)) {
        calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 1);
        daysBetween++;
    }
    return daysBetween;
}

JSR310

以上种种,导致目前有些第三方的java日期库诞生,比如广泛使用的JODA-TIME,还有Date4j等,虽然第三方库已经足够强大,好用,但还是有兼容问题的,比如标准的JSF日期转换器与joda-time API就不兼容,你需要编写自己的转换器,所以标准的API还是必须的,于是就有了JSR310。

JSR 310实际上有两个日期概念。第一个是Instant,它大致对应于java.util.Date类,因为它代表了一个确定的时间点,即相对于标准Java纪元(1970年1月1日)的偏移量;但与java.util.Date类不同的是其精确到了纳秒级别。

第二个对应于人类自身的观念,比如LocalDate和LocalTime。他们代表了一般的时区概念,要么是日期(不包含时间),要么是时间(不包含日期),类似于java.sql的表示方式。此外,还有一个MonthDay,它可以存储某人的生日(不包含年份)。每个类都在内部存储正确的数据而不是像java.util.Date那样利用午夜12点来区分日期,利用1970-01-01来表示时间。

目前Java8已经实现了JSR310的全部内容。新增了java.time包定义的类表示了日期-时间概念的规则,包括instants, durations, dates, times, time-zones and periods。这些都是基于ISO日历系统,它又是遵循 Gregorian规则的。最重要的一点是值不可变,且线程安全,通过下面一张图,我们快速看下java.time包下的一些主要的类的值的格式,方便理解。

方法概览

该包的API提供了大量相关的方法,这些方法一般有一致的方法前缀:

of:静态工厂方法。

parse:静态工厂方法,关注于解析。

get:获取某些东西的值。

is:检查某些东西的是否是true。

with:不可变的setter等价物。

plus:加一些量到某个对象。

minus:从某个对象减去一些量。

to:转换到另一个类型。

at:把这个对象与另一个对象组合起来,例如: date.atTime(time)。

与旧的API对应关系

简单使用java.time的API

参考http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/1994164 被我揉在一起,可读性很差,相应的代码都有注释了,我就不过多解释了。

public class TimeIntroduction {
    public static void testClock() throws InterruptedException {
        //时钟提供给我们用于访问某个特定 时区的 瞬时时间、日期 和 时间的。  
        Clock c1 = Clock.systemUTC(); //系统默认UTC时钟(当前瞬时时间 System.currentTimeMillis())  
        System.out.println(c1.millis()); //每次调用将返回当前瞬时时间(UTC)  
        Clock c2 = Clock.systemDefaultZone(); //系统默认时区时钟(当前瞬时时间)  
        Clock c31 = Clock.system(ZoneId.of("Europe/Paris")); //巴黎时区  
        System.out.println(c31.millis()); //每次调用将返回当前瞬时时间(UTC)  
        Clock c32 = Clock.system(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));//上海时区  
        System.out.println(c32.millis());//每次调用将返回当前瞬时时间(UTC)  
        Clock c4 = Clock.fixed(Instant.now(), ZoneId.of("Asia/Shanghai"));//固定上海时区时钟  
        System.out.println(c4.millis());
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(c4.millis()); //不变 即时钟时钟在那一个点不动  
        Clock c5 = Clock.offset(c1, Duration.ofSeconds(2)); //相对于系统默认时钟两秒的时钟  
        System.out.println(c1.millis());
        System.out.println(c5.millis());
    }
    public static void testInstant() {
        //瞬时时间 相当于以前的System.currentTimeMillis()  
        Instant instant1 = Instant.now();
        System.out.println(instant1.getEpochSecond());//精确到秒 得到相对于1970-01-01 00:00:00 UTC的一个时间  
        System.out.println(instant1.toEpochMilli()); //精确到毫秒  
        Clock clock1 = Clock.systemUTC(); //获取系统UTC默认时钟  
        Instant instant2 = Instant.now(clock1);//得到时钟的瞬时时间  
        System.out.println(instant2.toEpochMilli());
        Clock clock2 = Clock.fixed(instant1, ZoneId.systemDefault()); //固定瞬时时间时钟  
        Instant instant3 = Instant.now(clock2);//得到时钟的瞬时时间  
        System.out.println(instant3.toEpochMilli());//equals instant1  
    }
    public static void testLocalDateTime() {
        //使用默认时区时钟瞬时时间创建 Clock.systemDefaultZone() -->即相对于 ZoneId.systemDefault()默认时区  
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        System.out.println(now);
//自定义时区  
        LocalDateTime now2 = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Europe/Paris"));
        System.out.println(now2);//会以相应的时区显示日期  
//自定义时钟  
        Clock clock = Clock.system(ZoneId.of("Asia/Dhaka"));
        LocalDateTime now3 = LocalDateTime.now(clock);
        System.out.println(now3);//会以相应的时区显示日期  
//不需要写什么相对时间 如java.util.Date 年是相对于1900 月是从0开始  
//2013-12-31 23:59  
        LocalDateTime d1 = LocalDateTime.of(2013, 12, 31, 23, 59);
//年月日 时分秒 纳秒  
        LocalDateTime d2 = LocalDateTime.of(2013, 12, 31, 23, 59, 59, 11);
//使用瞬时时间 + 时区  
        Instant instant = Instant.now();
        LocalDateTime d3 = LocalDateTime.ofInstant(Instant.now(), ZoneId.systemDefault());
        System.out.println(d3);
//解析String--->LocalDateTime  
        LocalDateTime d4 = LocalDateTime.parse("2013-12-31T23:59");
        System.out.println(d4);
        LocalDateTime d5 = LocalDateTime.parse("2013-12-31T23:59:59.999");//999毫秒 等价于999000000纳秒  
        System.out.println(d5);
//使用DateTimeFormatter API 解析 和 格式化  
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");
        LocalDateTime d6 = LocalDateTime.parse("2013/12/31 23:59:59", formatter);
        System.out.println(formatter.format(d6));
//时间获取  
        System.out.println(d6.getYear());
        System.out.println(d6.getMonth());
        System.out.println(d6.getDayOfYear());
        System.out.println(d6.getDayOfMonth());
        System.out.println(d6.getDayOfWeek());
        System.out.println(d6.getHour());
        System.out.println(d6.getMinute());
        System.out.println(d6.getSecond());
        System.out.println(d6.getNano());
//时间增减  
        LocalDateTime d7 = d6.minusDays(1);
        LocalDateTime d8 = d7.plus(1, IsoFields.QUARTER_YEARS);
//LocalDate 即年月日 无时分秒  
//LocalTime即时分秒 无年月日  
//API和LocalDateTime类似就不演示了  
    }
    public static void testZonedDateTime() {
        //即带有时区的date-time 存储纳秒、时区和时差(避免与本地date-time歧义)。  
//API和LocalDateTime类似,只是多了时差(如2013-12-20T10:35:50.711+08:00[Asia/Shanghai])  
        ZonedDateTime now = ZonedDateTime.now();
        System.out.println(now);
        ZonedDateTime now2 = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("Europe/Paris"));
        System.out.println(now2);
//其他的用法也是类似的 就不介绍了  
        ZonedDateTime z1 = ZonedDateTime.parse("2013-12-31T23:59:59Z[Europe/Paris]");
        System.out.println(z1);
    }
    public static void testDuration() {
        //表示两个瞬时时间的时间段  
        Duration d1 = Duration.between(Instant.ofEpochMilli(System.currentTimeMillis() - 12323123), Instant.now());
//得到相应的时差  
        System.out.println(d1.toDays());
        System.out.println(d1.toHours());
        System.out.println(d1.toMinutes());
        System.out.println(d1.toMillis());
        System.out.println(d1.toNanos());
//1天时差 类似的还有如ofHours()  
        Duration d2 = Duration.ofDays(1);
        System.out.println(d2.toDays());
    }
    public static void testChronology() {
        //提供对java.util.Calendar的替换,提供对年历系统的支持  
        Chronology c = HijrahChronology.INSTANCE;
        ChronoLocalDateTime d = c.localDateTime(LocalDateTime.now());
        System.out.println(d);
    }
    /**
     * 新旧日期转换
     */
    public static void testNewOldDateConversion(){
        Instant instant=new Date().toInstant();
        Date date=Date.from(instant);
        System.out.println(instant);
        System.out.println(date);
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        testClock();
        testInstant();
        testLocalDateTime();
        testZonedDateTime();
        testDuration();
        testChronology();
        testNewOldDateConversion();
    }
}

与Joda-Time的区别

其实JSR310的规范领导者Stephen Colebourne,同时也是Joda-Time的创建者,JSR310是在Joda-Time的基础上建立的,参考了绝大部分的API,但并不是说JSR310=JODA-Time,下面几个比较明显的区别是

  1. 最明显的变化就是包名(从org.joda.time以及java.time)
  2. JSR310不接受NULL值,Joda-Time视NULL值为0
  3. JSR310的计算机相关的时间(Instant)和与人类相关的时间(DateTime)之间的差别变得更明显
  4. JSR310所有抛出的异常都是DateTimeException的子类。虽然DateTimeException是一个RuntimeException

总结

对比旧的日期API

Java.time java.util.Calendar以及Date
流畅的API 不流畅的API
实例不可变 实例可变
线程安全 非线程安全

日期与时间处理API,在各种语言中,可能都只是个不起眼的API,如果你没有较复杂的时间处理需求,可能只是利用日期与时间处理API取得系统时间,简单做些显示罢了,然而如果认真看待日期与时间,其复杂程度可能会远超过你的想象,天文、地理、历史、政治、文化等因素,都会影响到你对时间的处理。所以在处理时间上,最好选用JSR310(如果你用java8的话就实现310了),或者Joda-Time。

不止是java面临时间处理的尴尬,其他语言同样也遇到过类似的问题,比如

Arrow:Python 中更好的日期与时间处理库

Moment.js:JavaScript 中的日期库

Noda-Time:.NET 阵营的 Joda-Time 的复制



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