Java 8新特性（四）：新的时间和日期API

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Java 8另外一个新增的重要特性就是引入了新的时间和日期API，它们被包含在java.time包中。借助新的时间和日期API能够以更简洁的方法处理时间和日期。

在介绍本篇文章内容以前，咱们先来讨论Java 8为何要引入新的日期API，与以前的时间和日期处理方式有什么不一样？

在Java 8以前，全部关于时间和日期的API都存在各类使用方面的缺陷，主要有：

1. Java的java.util.Date和java.util.Calendar类易用性差，不支持时区，而且是可变的，也就意味着他们都不是线程安全的；
2. 用于格式化日期的类DateFormat被放在java.text包中，它是一个抽象类，因此咱们须要实例化一个SimpleDateFormat对象来处理日期格式化，而且DateFormat也是非线程安全，这意味着若是你在多线程程序中调用同一个DateFormat对象，会获得意想不到的结果。
3. 对日期的计算方式繁琐，并且容易出错，由于月份是从0开始的，这意味着从Calendar中获取的月份须要加一才能表示当前月份。

因为以上这些问题，出现了一些三方的日期处理框架，例如Joda-Time，data4j等开源项目。可是，Java须要一套标准的用于处理时间和日期的框架，因而Java 8中引入了新的日期API。新的日期API是JSR-310规范的实现，Joda-Time框架的做者正是JSR-310的规范的倡导者，因此能从Java 8的日期API中看到不少Joda-Time的特性。

Java 8日期/时间类

Java 8的日期和时间类包含LocalDate、LocalTime、Instant、Duration以及Period，这些类都包含在java.time包中，下面咱们看看这些类的用法。

LocalDate和LocalTime

LocalDate类表示一个具体的日期，但不包含具体时间，也不包含时区信息。能够经过LocalDate的静态方法of()建立一个实例，LocalDate也包含一些方法用来获取年份，月份，天，星期几等：

LocalDate localDate = LocalDate.of(2017, 1, 4);     // 初始化一个日期：2017-01-04
int year = localDate.getYear();                     // 年份：2017
Month month = localDate.getMonth();                 // 月份：JANUARY
int dayOfMonth = localDate.getDayOfMonth();         // 月份中的第几天：4
DayOfWeek dayOfWeek = localDate.getDayOfWeek();     // 一周的第几天：WEDNESDAY
int length = localDate.lengthOfMonth();             // 月份的天数：31
boolean leapYear = localDate.isLeapYear();          // 是否为闰年：false
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也能够调用静态方法now()来获取当前日期：

LocalDate now = LocalDate.now();
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LocalTime和LocalDate相似，他们之间的区别在于LocalDate不包含具体时间，而LocalTime包含具体时间，例如：

LocalTime localTime = LocalTime.of(17, 23, 52);     // 初始化一个时间：17:23:52
int hour = localTime.getHour();                     // 时：17
int minute = localTime.getMinute();                 // 分：23
int second = localTime.getSecond();                 // 秒：52
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LocalDateTime

LocalDateTime类是LocalDate和LocalTime的结合体，能够经过of()方法直接建立，也能够调用LocalDate的atTime()方法或LocalTime的atDate()方法将LocalDate或LocalTime合并成一个LocalDateTime：

LocalDateTime ldt1 = LocalDateTime.of(2017, Month.JANUARY, 4, 17, 23, 52);

LocalDate localDate = LocalDate.of(2017, Month.JANUARY, 4);
LocalTime localTime = LocalTime.of(17, 23, 52);
LocalDateTime ldt2 = localDate.atTime(localTime);
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LocalDateTime也提供用于向LocalDate和LocalTime的转化：

LocalDate date = ldt1.toLocalDate();
LocalTime time = ldt1.toLocalTime();
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Instant

Instant用于表示一个时间戳，它与咱们常使用的System.currentTimeMillis()有些相似，不过Instant能够精确到纳秒（Nano-Second），System.currentTimeMillis()方法只精确到毫秒（Milli-Second）。若是查看Instant源码，发现它的内部使用了两个常量，seconds表示从1970-01-01 00:00:00开始到如今的秒数，nanos表示纳秒部分（nanos的值不会超过999,999,999）。Instant除了使用now()方法建立外，还能够经过ofEpochSecond方法建立：

Instant instant = Instant.ofEpochSecond(120, 100000);
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ofEpochSecond()方法的第一个参数为秒，第二个参数为纳秒，上面的代码表示从1970-01-01 00:00:00开始后两分钟的10万纳秒的时刻，控制台上的输出为：

1970-01-01T00:02:00.000100Z
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Duration

Duration的内部实现与Instant相似，也是包含两部分：seconds表示秒，nanos表示纳秒。二者的区别是Instant用于表示一个时间戳（或者说是一个时间点），而Duration表示一个时间段，因此Duration类中不包含now()静态方法。能够经过Duration.between()方法建立Duration对象：

LocalDateTime from = LocalDateTime.of(2017, Month.JANUARY, 5, 10, 7, 0);    // 2017-01-05 10:07:00
LocalDateTime to = LocalDateTime.of(2017, Month.FEBRUARY, 5, 10, 7, 0);     // 2017-02-05 10:07:00
Duration duration = Duration.between(from, to);     // 表示从 2017-01-05 10:07:00 到 2017-02-05 10:07:00 这段时间

long days = duration.toDays();              // 这段时间的总天数
long hours = duration.toHours();            // 这段时间的小时数
long minutes = duration.toMinutes();        // 这段时间的分钟数
long seconds = duration.getSeconds();       // 这段时间的秒数
long milliSeconds = duration.toMillis();    // 这段时间的毫秒数
long nanoSeconds = duration.toNanos();      // 这段时间的纳秒数
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Duration对象还能够经过of()方法建立，该方法接受一个时间段长度，和一个时间单位做为参数：

Duration duration1 = Duration.of(5, ChronoUnit.DAYS);       // 5天
Duration duration2 = Duration.of(1000, ChronoUnit.MILLIS);  // 1000毫秒
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Period

Period在概念上和Duration相似，区别在于Period是以年月日来衡量一个时间段，好比2年3个月6天：

Period period = Period.of(2, 3, 6);
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Period对象也能够经过between()方法建立，值得注意的是，因为Period是以年月日衡量时间段，因此between()方法只能接收LocalDate类型的参数：

// 2017-01-05 到 2017-02-05 这段时间
Period period = Period.between(
                LocalDate.of(2017, 1, 5),
                LocalDate.of(2017, 2, 5));
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日期的操做和格式化

增长和减小日期

Java 8中的日期/时间类都是不可变的，这是为了保证线程安全。固然，新的日期/时间类也提供了方法用于建立对象的可变版本，好比增长一天或者减小一天：

LocalDate date = LocalDate.of(2017, 1, 5);          // 2017-01-05

LocalDate date1 = date.withYear(2016);              // 修改成 2016-01-05
LocalDate date2 = date.withMonth(2);                // 修改成 2017-02-05
LocalDate date3 = date.withDayOfMonth(1);           // 修改成 2017-01-01

LocalDate date4 = date.plusYears(1);                // 增长一年 2018-01-05
LocalDate date5 = date.minusMonths(2);              // 减小两个月 2016-11-05
LocalDate date6 = date.plus(5, ChronoUnit.DAYS);    // 增长5天 2017-01-10
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上面例子中对于日期的操做比较简单，可是有些时候咱们要面临更复杂的时间操做，好比将时间调到下一个工做日，或者是下个月的最后一天，这时候咱们可使用with()方法的另外一个重载方法，它接收一个TemporalAdjuster参数，可使咱们更加灵活的调整日期：

LocalDate date7 = date.with(nextOrSame(DayOfWeek.SUNDAY));      // 返回下一个距离当前时间最近的星期日
LocalDate date9 = date.with(lastInMonth(DayOfWeek.SATURDAY));   // 返回本月最后一个星期六
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要使上面的代码正确编译，你须要使用静态导入TemporalAdjusters对象：

import static java.time.temporal.TemporalAdjusters.*;
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TemporalAdjusters类中包含了不少静态方法能够直接使用，下面的表格列出了一些方法：

方法名	描述
dayOfWeekInMonth	返回同一个月中每周的第几天
firstDayOfMonth	返回当月的第一天
firstDayOfNextMonth	返回下月的第一天
firstDayOfNextYear	返回下一年的第一天
firstDayOfYear	返回本年的第一天
firstInMonth	返回同一个月中第一个星期几
lastDayOfMonth	返回当月的最后一天
lastDayOfNextMonth	返回下月的最后一天
lastDayOfNextYear	返回下一年的最后一天
lastDayOfYear	返回本年的最后一天
lastInMonth	返回同一个月中最后一个星期几
next / previous	返回后一个/前一个给定的星期几
nextOrSame / previousOrSame	返回后一个/前一个给定的星期几，若是这个值知足条件，直接返回

若是上面表格中列出的方法不能知足你的需求，你还能够建立自定义的TemporalAdjuster接口的实现，TemporalAdjuster也是一个函数式接口，因此咱们可使用Lambda表达式：

@FunctionalInterface
public interface TemporalAdjuster {
    Temporal adjustInto(Temporal temporal);
}
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好比给定一个日期，计算该日期的下一个工做日（不包括星期六和星期天）：

LocalDate date = LocalDate.of(2017, 1, 5);
date.with(temporal -> {
    // 当前日期
    DayOfWeek dayOfWeek = DayOfWeek.of(temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK));

    // 正常状况下，每次增长一天
    int dayToAdd = 1;

    // 若是是星期五，增长三天
    if (dayOfWeek == DayOfWeek.FRIDAY) {
        dayToAdd = 3;
    }

    // 若是是星期六，增长两天
    if (dayOfWeek == DayOfWeek.SATURDAY) {
        dayToAdd = 2;
    }

    return temporal.plus(dayToAdd, ChronoUnit.DAYS);
});
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格式化日期

新的日期API中提供了一个DateTimeFormatter类用于处理日期格式化操做，它被包含在java.time.format包中，Java 8的日期类有一个format()方法用于将日期格式化为字符串，该方法接收一个DateTimeFormatter类型参数：

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
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一样，日期类也支持将一个字符串解析成一个日期对象，例如：

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"));
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时区

Java 8中的时区操做被很大程度上简化了，新的时区类java.time.ZoneId是原有的java.util.TimeZone类的替代品。ZoneId对象能够经过ZoneId.of()方法建立，也能够经过ZoneId.systemDefault()获取系统默认时区：

ZoneId shanghaiZoneId = ZoneId.of("Asia/Shanghai");
ZoneId systemZoneId = ZoneId.systemDefault();
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of()方法接收一个“区域/城市”的字符串做为参数，你能够经过getAvailableZoneIds()方法获取全部合法的“区域/城市”字符串：

Set<String> zoneIds = ZoneId.getAvailableZoneIds();
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对于老的时区类TimeZone，Java 8也提供了转化方法：

ZoneId oldToNewZoneId = TimeZone.getDefault().toZoneId();
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有了ZoneId，咱们就能够将一个LocalDate、LocalTime或LocalDateTime对象转化为ZonedDateTime对象：

LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.of(localDateTime, shanghaiZoneId);
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将zonedDateTime打印到控制台为：

2017-01-05T15:26:56.147+08:00[Asia/Shanghai]
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ZonedDateTime对象由两部分构成，LocalDateTime和ZoneId，其中2017-01-05T15:26:56.147部分为LocalDateTime，+08:00[Asia/Shanghai]部分为ZoneId。

另外一种表示时区的方式是使用ZoneOffset，它是以当前时间和**世界标准时间（UTC）/格林威治时间（GMT）**的误差来计算，例如：

ZoneOffset zoneOffset = ZoneOffset.of("+09:00");
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
OffsetDateTime offsetDateTime = OffsetDateTime.of(localDateTime, zoneOffset);
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其余历法

Java中使用的历法是ISO 8601日历系统，它是世界民用历法，也就是咱们所说的公历。平年有365天，闰年是366天。闰年的定义是：非世纪年，能被4整除；世纪年能被400整除。为了计算的一致性，公元1年的前一年被当作公元0年，以此类推。

此外Java 8还提供了4套其余历法（很奇怪为何没有汉族人使用的农历），每套历法都包含一个日期类，分别是：

• ThaiBuddhistDate：泰国佛教历
• MinguoDate：中华民国历
• JapaneseDate：日本历
• HijrahDate：伊斯兰历

每一个日期类都继承ChronoLocalDate类，因此能够在不知道具体历法的状况下也能够操做。不过这些历法通常不经常使用，除非是有某些特殊需求状况下才会使用。

这些不一样的历法也能够用于向公历转换：

LocalDate date = LocalDate.now();
JapaneseDate jpDate = JapaneseDate.from(date);
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因为它们都继承ChronoLocalDate类，因此在不知道具体历法状况下，能够经过ChronoLocalDate类操做日期：

Chronology jpChronology = Chronology.ofLocale(Locale.JAPANESE);
ChronoLocalDate jpChronoLocalDate = jpChronology.dateNow();
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咱们在开发过程当中应该尽可能避免使用ChronoLocalDate，尽可能用与历法无关的方式操做时间，由于不一样的历法计算日期的方式不同，好比开发者会在程序中作一些假设，假设一年中有12个月，若是是中国农历中包含了闰月，一年有多是13个月，但开发者认为是12个月，多出来的一个月属于明年的。再好比假设年份是累加的，过了一年就在原来的年份上加一，但日本天皇在换代以后须要从新纪年，因此过了一年年份可能会从1开始计算。

在实际开发过程当中建议使用LocalDate，包括存储、操做、业务规则的解读；除非须要将程序的输入或者输出本地化，这时可使用ChronoLocalDate类。