Java基础（十一）日期时间API

1 JDK8之前：日期时间API

1.1 java.lang.System类的方法

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。
- 此方法适用于计算时间差。
计算世界时间的主要标准有：
- UTC(Coordinated Universal Time)
- GMT(Greenwich Mean Time)
- CST(Central Standard Time)
在国际无线电通信场合，为了统一起见，使用一个统一的时间，称为通用协调时(UTC, Universal Time Coordinated)。UTC与格林尼治平均时(GMT, Greenwich Mean Time)一样，都与英国伦敦的本地时相同。这里，UTC与GMT含义完全相同。

1.2 java.util.Date

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 毫秒数)：把该毫秒值换算成日期时间对象
常用方法
- 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。
- 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)，zzz是时间标准。
- 其它很多方法都过时了。
举例：

@Test
public void test1(){
    Date d = new Date();
    System.out.println(d);
}

@Test
public void test2(){
    long time = System.currentTimeMillis();
    System.out.println(time);//1559806982971
    //当前系统时间距离1970-1-1 0:0:0 0毫秒的时间差，毫秒为单位
}

@Test
public void test3(){
    Date d = new Date();
    long time = d.getTime();
    System.out.println(time);//1559807047979
}

@Test
public void test4(){
    long time = 1559807047979L;
    Date d = new Date(time);
    System.out.println(d);
}

@Test
public void test5(){
    long time = Long.MAX_VALUE;
    Date d = new Date(time);
    System.out.println(d);
}

1.3 java.text.SimpleDateFormat

java.text.SimpleDateFormat类是一个不与语言环境有关的方式来格式化和解析日期的具体类。
可以进行格式化：日期 --> 文本
可以进行解析：文本 --> 日期
构造器：
- 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：
- public String format(Date date)：方法格式化时间对象date
解析：
- 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。

//格式化
@Test
public void test1(){
    Date d = new Date();

    SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒 SSS毫秒  E Z");
    //把Date日期转成字符串，按照指定的格式转
    String str = sf.format(d);
    System.out.println(str);
}
//解析
@Test
public void test2() throws ParseException{
    String str = "2022年06月06日 16时03分14秒 545毫秒  星期四 +0800";
    SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒 SSS毫秒  E Z");
    Date d = sf.parse(str);
    System.out.println(d);
}

1.4 java.util.Calendar(日历)

请添加图片描述

Date类的API大部分被废弃了，替换为Calendar。
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。
获取Calendar实例的方法
- 使用Calendar.getInstance()方法
- 调用它的子类GregorianCalendar（公历）的构造器。
一个Calendar的实例是系统时间的抽象表示，可以修改或获取 YEAR、MONTH、DAY_OF_WEEK、HOUR_OF_DAY、MINUTE、SECOND等 日历字段对应的时间值。
- public int get(int field)：返回给定日历字段的值
- public void set(int field,int value) ：将给定的日历字段设置为指定的值
- public void add(int field,int amount)：根据日历的规则，为给定的日历字段添加或者减去指定的时间量
- public final Date getTime()：将Calendar转成Date对象
- public final void setTime(Date date)：使用指定的Date对象重置Calendar的时间
常用字段
注意：
- 获取月份时：一月是0，二月是1，以此类推，12月是11
- 获取星期时：周日是1，周二是2 ，。。。。周六是7
示例代码：

import org.junit.Test;

import java.util.Calendar;
import java.util.TimeZone;

public class TestCalendar {
    @Test
    public void test1(){
        Calendar c = Calendar.getInstance();
        System.out.println(c);

        int year = c.get(Calendar.YEAR);
        int month = c.get(Calendar.MONTH)+1;
        int day = c.get(Calendar.DATE);
        int hour = c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
        int minute = c.get(Calendar.MINUTE);

        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day + " " + hour + ":" + minute);
    }

    @Test
    public void test2(){
        TimeZone t = TimeZone.getTimeZone("America/Los_Angeles");
        Calendar c = Calendar.getInstance(t);
        int year = c.get(Calendar.YEAR);
        int month = c.get(Calendar.MONTH)+1;
        int day = c.get(Calendar.DATE);
        int hour = c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
        int minute = c.get(Calendar.MINUTE);

        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day + " " + hour + ":" + minute);
    }
    
    @Test
    public void test3(){
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
		// 从一个 Calendar 对象中获取 Date 对象
		Date date = calendar.getTime();
        
		// 使用给定的 Date 设置此 Calendar 的时间
		date = new Date(234234235235L);
		calendar.setTime(date);
		calendar.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, 8);
		System.out.println("当前时间日设置为8后,时间是:" + calendar.getTime());
        
		calendar.add(Calendar.HOUR, 2);
		System.out.println("当前时间加2小时后,时间是:" + calendar.getTime());
        
		calendar.add(Calendar.MONTH, -2);
		System.out.println("当前日期减2个月后,时间是:" + calendar.getTime());  
    }
}

2 JDK8：新的日期时间API

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。

闰秒，是指为保持协调世界时接近于世界时时刻，由国际计量局统一规定在年底或年中（也可能在季末）对协调世界时增加或减少1秒的调整。由于地球自转的不均匀性和长期变慢性（主要由潮汐摩擦引起的），会使世界时（民用时）和原子时之间相差超过到±0.9秒时，就把协调世界时向前拨1秒（负闰秒，最后一分钟为59秒）或向后拨1秒（正闰秒，最后一分钟为61秒）；闰秒一般加在公历年末或公历六月末。

目前，全球已经进行了27次闰秒，均为正闰秒。

总结：对日期和时间的操作一直是Java程序员最痛苦的地方之一。

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。

Java 8 以一个新的开始为 Java 创建优秀的 API。新的日期时间API包含：

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

说明：新的 java.time 中包含了所有关于时钟（Clock），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。

尽管有68个新的公开类型，但是大多数开发者只会用到基础包和format包，大概占总数的三分之一。

4.1 本地日期时间：LocalDate、LocalTime、LocalDateTime

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(xx,xx,xx,xx,xx,xxx)`	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
getHours()/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
with(TemporalAdjuster t)	将当前日期时间设置为校对器指定的日期时间
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
plus(TemporalAmount t)/minus(TemporalAmount t)	添加或减少一个 Duration 或 Period
isBefore()/isAfter()	比较两个 LocalDate
isLeapYear()	判断是否是闰年（在LocalDate类中声明）
format(DateTimeFormatter t)	格式化本地日期、时间，返回一个字符串
parse(Charsequence text)	将指定格式的字符串解析为日期、时间

import org.junit.Test;

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.LocalTime;

public class TestLocalDateTime {
    @Test
    public void test01(){
        LocalDate now = LocalDate.now();
        System.out.println(now);
    }
    @Test
    public void test02(){
        LocalTime now = LocalTime.now();
        System.out.println(now);
    }
    @Test
    public void test03(){
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        System.out.println(now);
    }
    @Test
    public void test04(){
        LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
        System.out.println(lai);
    }
	@Test
    public void test05(){
        LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
        System.out.println(lai.getDayOfYear());
    }
	@Test
    public void test06(){
        LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
        LocalDate go = lai.plusDays(160);
        System.out.println(go);//2019-10-20
    }
    @Test
    public void test7(){
        LocalDate now = LocalDate.now();
        LocalDate before = now.minusDays(100);
        System.out.println(before);//2019-02-26
    }   
}

4.2 瞬时：Instant

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。
java.time.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。

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

中国大陆、中国香港、中国澳门、中国台湾、蒙古国、新加坡、马来西亚、菲律宾、西澳大利亚州的时间与UTC的时差均为+8，也就是UTC+8。

instant.atOffset(ZoneOffset.ofHours(8));

请添加图片描述

整个地球分为二十四时区，每个时区都有自己的本地时间。北京时区是东八区，领先UTC八个小时，在电子邮件信头的Date域记为+0800。如果在电子邮件的信头中有这么一行：

Date: Fri, 08 Nov 2002 09:42:22 +0800

说明信件的发送地的地方时间是二○○二年十一月八号，星期五，早上九点四十二分（二十二秒），这个地方的本地时领先UTC八个小时(+0800，
就是东八区时间)。电子邮件信头的Date域使用二十四小时的时钟，而不使用AM和PM来标记上下午。

4.3 日期时间格式化：DateTimeFormatter

该类提供了三种格式化方法：

(了解)预定义的标准格式。如：ISO_LOCAL_DATE_TIME、ISO_LOCAL_DATE、ISO_LOCAL_TIME

(了解)本地化相关的格式。如：ofLocalizedDate(FormatStyle.LONG)

// 本地化相关的格式。如：ofLocalizedDateTime()
// FormatStyle.MEDIUM / FormatStyle.SHORT :适用于LocalDateTime
				
// 本地化相关的格式。如：ofLocalizedDate()
// FormatStyle.FULL / FormatStyle.LONG / FormatStyle.MEDIUM / FormatStyle.SHORT : 适用于LocalDate

自定义的格式。如：ofPattern(“yyyy-MM-dd hh:mm:ss”)

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

举例：

import org.junit.Test;

import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneId;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.time.format.FormatStyle;

public class TestDatetimeFormatter {
    @Test
    public void test1(){
        // 方式一：预定义的标准格式。如：ISO_LOCAL_DATE_TIME;ISO_LOCAL_DATE;ISO_LOCAL_TIME
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME;
        // 格式化:日期-->字符串
        LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
        String str1 = formatter.format(localDateTime);
        System.out.println(localDateTime);
        System.out.println(str1);//2022-12-04T21:02:14.808

        // 解析：字符串 -->日期
        TemporalAccessor parse = formatter.parse("2022-12-04T21:02:14.808");
        LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.from(parse);
        System.out.println(dateTime);
    }

    @Test
    public void test2(){
        LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
        // 方式二：
        // 本地化相关的格式。如：ofLocalizedDateTime()
        // FormatStyle.LONG / FormatStyle.MEDIUM / FormatStyle.SHORT :适用于LocalDateTime
        DateTimeFormatter formatter1 = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.LONG);
        
        // 格式化
        String str2 = formatter1.format(localDateTime);
        System.out.println(str2);// 2022年12月4日 下午09时03分55秒

        // 本地化相关的格式。如：ofLocalizedDate()
        // FormatStyle.FULL / FormatStyle.LONG / FormatStyle.MEDIUM / FormatStyle.SHORT : 适用于LocalDate
        DateTimeFormatter formatter2 = DateTimeFormatter.ofLocalizedDate(FormatStyle.FULL);
        // 格式化
        String str3 = formatter2.format(LocalDate.now());
        System.out.println(str3);// 2022年12月4日 星期日
    }

    @Test
    public void test3(){
        //方式三：自定义的方式（关注、重点）
        DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");
        //格式化
        String strDateTime = dateTimeFormatter.format(LocalDateTime.now());
        System.out.println(strDateTime); //2022/12/04 21:05:42
        //解析
        TemporalAccessor accessor = dateTimeFormatter.parse("2022/12/04 21:05:42");
        LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.from(accessor);
        System.out.println(localDateTime); //2022-12-04T21:05:42
    }
}

4.4 其它API

1、指定时区日期时间：ZondId和ZonedDateTime

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
常见时区ID：

Asia/Shanghai
UTC
America/New_York

可以通过ZondId获取所有可用的时区ID：

import java.time.ZoneId;
import java.time.ZonedDateTime;
import java.util.Set;

public class TestZone {
    @Test
    public void test01() {
        //需要知道一些时区的id
        //Set<String>是一个集合，容器
        Set<String> availableZoneIds = ZoneId.getAvailableZoneIds();
        //快捷模板iter
        for (String availableZoneId : availableZoneIds) {
            System.out.println(availableZoneId);
        }
    }

    @Test
    public void test02(){
        ZonedDateTime t1 = ZonedDateTime.now();
        System.out.println(t1);

        ZonedDateTime t2 = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"));
        System.out.println(t2);
    }
}

2、持续日期/时间：Period和Duration

持续时间：Duration，用于计算两个“时间”间隔
日期间隔：Period，用于计算两个“日期”间隔

import org.junit.Test;

import java.time.Duration;
import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.Period;

public class TestPeriodDuration {
    @Test
    public void test01(){
        LocalDate t1 = LocalDate.now();
        LocalDate t2 = LocalDate.of(2018, 12, 31);
        Period between = Period.between(t1, t2);
        System.out.println(between);

        System.out.println("相差的年数："+between.getYears());
        System.out.println("相差的月数："+between.getMonths());
        System.out.println("相差的天数："+between.getDays());
        System.out.println("相差的总数："+between.toTotalMonths());
    }

    @Test
    public void test02(){
        LocalDateTime t1 = LocalDateTime.now();
        LocalDateTime t2 = LocalDateTime.of(2017, 8, 29, 0, 0, 0, 0);
        Duration between = Duration.between(t1, t2);
        System.out.println(between);

        System.out.println("相差的总天数："+between.toDays());
        System.out.println("相差的总小时数："+between.toHours());
        System.out.println("相差的总分钟数："+between.toMinutes());
        System.out.println("相差的总秒数："+between.getSeconds());
        System.out.println("相差的总毫秒数："+between.toMillis());
        System.out.println("相差的总纳秒数："+between.toNanos());
        System.out.println("不够一秒的纳秒数："+between.getNano());
    }
    @Test
    public void test03(){
        //Duration:用于计算两个“时间”间隔，以秒和纳秒为基准
		LocalTime localTime = LocalTime.now();
		LocalTime localTime1 = LocalTime.of(15, 23, 32);
		//between():静态方法，返回Duration对象，表示两个时间的间隔
		Duration duration = Duration.between(localTime1, localTime);
		System.out.println(duration);

		System.out.println(duration.getSeconds());
		System.out.println(duration.getNano());

		LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2016, 6, 12, 15, 23, 32);
		LocalDateTime localDateTime1 = LocalDateTime.of(2017, 6, 12, 15, 23, 32);

		Duration duration1 = Duration.between(localDateTime1, localDateTime);
		System.out.println(duration1.toDays());
    }
    
    @Test
    public void test4(){
        //Period:用于计算两个“日期”间隔，以年、月、日衡量
		LocalDate localDate = LocalDate.now();
		LocalDate localDate1 = LocalDate.of(2028, 3, 18);

		Period period = Period.between(localDate, localDate1);
		System.out.println(period);

		System.out.println(period.getYears());
		System.out.println(period.getMonths());
		System.out.println(period.getDays());

		Period period1 = period.withYears(2);
		System.out.println(period1);

    }
}

3、Clock：使用时区提供对当前即时、日期和时间的访问的时钟。

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

@Test
public void test1(){
    // TemporalAdjuster:时间校正器
	// 获取当前日期的下一个周日是哪天？
	TemporalAdjuster temporalAdjuster = TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.SUNDAY);
	LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now().with(temporalAdjuster);
	System.out.println(localDateTime);
	// 获取下一个工作日是哪天？
	LocalDate localDate = LocalDate.now().with(new TemporalAdjuster() {
   	 	@Override
   	 	public Temporal adjustInto(Temporal temporal) {
        	LocalDate date = (LocalDate) temporal;
     	  	if (date.getDayOfWeek().equals(DayOfWeek.FRIDAY)) {
           		return date.plusDays(3);
        	} else if (date.getDayOfWeek().equals(DayOfWeek.SATURDAY)) {
            	return date.plusDays(2);
        	} else {
            	return date.plusDays(1);
        	}
    	}
	});
	System.out.println("下一个工作日是：" + localDate);

}

4.5 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