Java 8 中的日期时间 API

本文内容基本是对《Java 8 实战》这本书中关于新日期时间 API 的讲述的再整理。

Java 8 之前的日期、时间类的缺陷

使用过 java8 之前的日期和时间类（Date、Calendar、DateFormat）的同学一定对其易用性的缺失表示遗憾，我本人平时使用时，对它们有以下几点不爽：

1. Date 和 Calendar 类的 Month 值是从 0 开始计算的，有点反人类。
2. Date 和 Calendar 类是可变对象，给代码可维护性造成了困难。
3. DateFormat 类的方法不是线程安全的，导致无法在线程间共享单例。只能每次使用时去 new 个新对象或是使用 ThreadLocal 机制避开多线程访问的隐患。
4. 无法完成有关时间段的计算：如计算两个日期之前相隔 x 年 y 月 z 天这种需求。

在寻找上述第 4 条中描述的需求的实现方案时，一位同事找到了优秀的类库 JodaTime，而后我们也得知 Java 8 中吸取了 JodaTime 中的精髓，提供了新的日期时间 API，它们在 java.time.* 包中。

Java 8 对日期和时间的建模方法

相关的类包括：LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Instant。这几个类在 Java 8 中分别表示日期（年月日）、时间（时分秒）、日期时间（年月日时分秒）、时间偏移量。

使用 LocalDate

通过如下方法获取一个 LocalDate 对象并获取日期有关的字段值。

LocalDate date = LocalDate.now();          //对系统当前日期建模
LocalDate date1 = LocalDate.of(2017,9,9);  //指定年月日建模
date.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK);         //获取日期是星期几
date1.get(ChronoField.DAY_OF_YEAR);        //获取日期是一年中的第几天

##使用 LocalTime
通过类似方法创建 LocalTime 对象，并获取字段值。

LocalTime time = LocalTime.now();                     //为当前时间建模
LocalTime time2 = LocalTime.of(12,14,56);             //指定时分秒
int hourOfDay = time.get(ChronoField.HOUR_OF_DAY);    //获取当前时间在一天内是第几个小时，0-23
int SecondOfDay = time2.get(ChronoField.SECOND_OF_DAY); //获取当前时间在一天内是第几秒

##使用 LocalDateTime
大家可把 LocalDateTime 类看成是 LocalDate 和 LocalTime 两者功能的合集，事实上我们可以通过组合日期和时间对象的方式构建 LocalDateTime 对象:

LocalDateTime dt = LocalDateTime.now();           //获取系统当前日期时间
LocalDateTime dt2 = LocalDateTime.of(date,time);  //用`LocalDate`和`LocalTime`对象拼装一个`LocalDateTime`对象
LocalDateTime dt3 = LocalDateTime.of(2017,9,10,20,51,24); //对`2017年9月10日20点51分24秒`建模
dt.get(ChronoField.DAY_OF_MONTH);                 //获取一月当中的第几天这个字段值

##使用 Instant

Instant 是以 Unix 元年时间（UTC 时间 1970 年 1 月 1 日午夜时分）开始所经历的秒数进行建模的。使用方法：

Instant instant1 = Instant.now();    //对当前时间建模
Instant instant2 = Instant.ofEpochSecond(1505049200);    //用秒数构建一个Instant对象
Instant instant3 = Instant.ofEpochSecond(1505049200,1_111_000); //用秒数+纳秒数构建一个对象
instant1.get(ChronoField.MILLI_OF_SECOND);    //获取对象中的毫秒部分值
instant2.getLong(ChronoField.INSTANT_SECONDS);    //获取对象中的秒数值
instant2.getLong(ChronoField.NANO_OF_SECOND);    //获取对象中的纳秒部分的值

TIP：单一的 Instant 无法转换为日期时间，必须加上相应的时区信息才可以，反之亦然。具体请参考下文中关于时区的小节。

建模总结

这几个模型类有一些共性，总结如下：

• 都可以通过 now() 方法获得当前对象，或通过 of() 方法拼装对象
• 都可通过 get(TemporalField field) 方法获取对应的字段值。一般只需传入 ChronoField 类中的预定义的字段枚举即可。
  但是要注意：不同类支持的字段是不一样的。如：不能尝试获取 LocalTime 类的 DAY_OF_YEAR 字段，或尝试获取 LocalDate 类的 HOUR_OF_DAY 字段。否则你将收获异常-_-
• 这四个类的对象都是不可变对象，这意味着下文中对它们的修改事实上是创建了该对象的一个副本。

如何对日期、时间操作

回想一下，我们在工程中最经常做的关于日期和时间的计算是：

1. 在已有对象上进行字段修改或加减从而获得计算结果。
2. 把一个字符串解析成日期或时间对象；或将对象格式化输出为字符串。

本章对 LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Instant 这四个类的操作方法进行总结。

修改操作

with 方法

with 方法的作用是通过重新设置一个字段的值来获取一个新的对象，如：

LocalDate date = LocalDate.now();    //获取当前日期
LocalDate date2 = date.withDayOfMonth(3);  //将日期改为3日
LocalDate date3 = date2.withMonth(2);  //继续将月份改为2月

还有更通用的 with 方法的重载版本，它接受一个 TemporalField 作为要修改的字段：

LocalDate date4 = date3.with(ChronoField.DAY_OF_WEEK,4);  //获取当周的星期四的日期对象

plus、minus 方法

这两个方法顾名思义，在原对象上增加或减少一个时间量，从而获取计算结果对象。

注意：此类方法有多个重载版本。因此，这个时间量可以是某个时间单位上的值，也可以是实现了 TemporalAmount 接口的对象，比如下文介绍的 Duration 和 Period。

使用 TemporalAdjuster

如果上述操作仍满足不了你对日期时间计算的需求，那么你可以使用 with() 方法的另一个重载版本，它接受一个 TemporalAdjuster 对象。该接口定义如下：

@FunctionalInterface
public interface TemporalAdjuster {
  Temporal adjustInto(Temporal temporal);
}

也就是说你可以自己实现自己的计算过程。这还不算完，JDK 中提供了工具类 TemporalAdjusters，里面的静态方法实现了多个实用的 TemporalAdjuster 实现。如：

格式化和字符串解析

格式化方面，主要涉及的类是 DateTimeFormatter，它是线程安全的。基本使用方法如下：

DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("dd/MM/yyyy");
LocalDate date1 = LocalDate.of(2014, 3, 18);
String formattedDate = date1.format(formatter);
LocalDate date2 = LocalDate.parse(formattedDate, formatter);

另外它还能通过 ofPattern()的重载方法创建一个与 Locale 相关的 Formatter。

DateTimeFormatterBuilder 可以用来自主构建一个格式器。

Java 8 中的时间量（Duration、Period）

Duration 用来记录与时间单位相关的时间量，例如"1 天 1 小时 30 分 20 秒"。
Period 用来记录日期单位相关的时间量，例如“两年 3 个月零 10 天”。
这两个类用来对“一段时间的长短”进行建模，因此它们很相似，也提供了一些共同的方法：

Java 8 中的时区

在 Java 8 中，java.time.ZoneId 类用来表示一个时区。你可以通过这样的方式获取到 ZoneId 对象：

 ZoneId romeZone = ZoneId.of("Europe/Rome");
 ZoneId zoneId = TimeZone.getDefault().toZoneId();  //获取系统默认时区

当获取到了时区对象后，可以用它来：

1. 将 Instant 对象和 LocalDatetime 互相转换
2. 将 LocalDate、LocalTime、Instant 对象转换为 ZonedDateTime 对象，后者是日期时间加上时区信息后的模型。