Java8新的日期API

前言

由于Java Date的各种问题，Java8推出了新的日期API，很受一拨人的追捧。

为什么我们需要新的Java日期/时间API？

在开始研究Java 8日期/时间API之前，让我们先来看一下为什么我们需要这样一个新的API。在Java中，现有的与日期和时间相关的类存在诸多问题，其中有：

Java的日期/时间类的定义并不一致，在java.util和java.sql的包中都有日期类，此外用于格式化和解析的类在java.text包中定义。
java.util.Date同时包含日期和时间，而java.sql.Date仅包含日期，将其纳入java.sql包并不合理。另外这两个类都有相同的名字，这本身就是一个非常糟糕的设计。
对于时间、时间戳、格式化以及解析，并没有一些明确定义的类。对于格式化和解析的需求，我们有java.text.DateFormat抽象类，但通常情况下，SimpleDateFormat类被用于此类需求。
所有的日期类都是可变的，因此他们都不是线程安全的，这是Java日期类最大的问题之一。
日期类并不提供国际化，没有时区支持，因此Java引入了java.util.Calendar和java.util.TimeZone类，但他们同样存在上述所有的问题。

在现有的日期和日历类中定义的方法还存在一些其他的问题，但以上问题已经很清晰地表明：Java需要一个健壮的日期/时间类。这也是为什么Joda Time在Java日期/时间需求中扮演了高质量替换的重要角色。

Java 8日期/时间API

Java 8日期/时间API是JSR-310的实现，它的实现目标是克服旧的日期时间实现中所有的缺陷，新的日期/时间API的一些设计原则是：
不变性：新的日期/时间API中，所有的类都是不可变的，这对多线程环境有好处。
关注点分离：新的API将人可读的日期时间和机器时间（unix timestamp）明确分离，它为日期（Date）、时间（Time）、日期时间（DateTime）、时间戳（unix timestamp）以及时区定义了不同的类。
清晰：在所有的类中，方法都被明确定义用以完成相同的行为。举个例子，要拿到当前实例我们可以使用now()方法，在所有的类中都定义了format()和parse()方法，而不是像以前那样专门有一个独立的类。为了更好的处理问题，所有的类都使用了工厂模式和策略模式，一旦你使用了其中某个类的方法，与其他类协同工作并不困难。
实用操作：所有新的日期/时间API类都实现了一系列方法用以完成通用的任务，如：加、减、格式化、解析、从日期/时间中提取单独部分，等等。
可扩展性：新的日期/时间API是工作在ISO-8601日历系统上的，但我们也可以将其应用在非IOS的日历上。

Java日期/时间API包

Java日期/时间API包含以下相应的包。

java.time包：这是新的Java日期/时间API的基础包，所有的主要基础类都是这个包的一部分，如：LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, Instant, Period, Duration等等。所有这些类都是不可变的和线程安全的，在绝大多数情况下，这些类能够有效地处理一些公共的需求。
java.time.chrono包：这个包为非ISO的日历系统定义了一些泛化的API，我们可以扩展AbstractChronology类来创建自己的日历系统。
java.time.format包：这个包包含能够格式化和解析日期时间对象的类，在绝大多数情况下，我们不应该直接使用它们，因为java.time包中相应的类已经提供了格式化和解析的方法。
java.time.temporal包：这个包包含一些时态对象，我们可以用其找出关于日期/时间对象的某个特定日期或时间，比如说，可以找到某月的第一天或最后一天。你可以非常容易地认出这些方法，因为它们都具有“withXXX”的格式。
java.time.zone包：这个包包含支持不同时区以及相关规则的类。

Java日期/时间API示例

我们已经浏览了Java日期/时间API的大多数重要部分，现在是时候根据示例仔细看一下最重要的一些类了。

java.time.LocalDate：LocalDate是一个不可变的类，它表示默认格式(yyyy-MM-dd)的日期，我们可以使用now()方法得到当前时间，也可以提供输入年份、月份和日期的输入参数来创建一个LocalDate实例。该类为now()方法提供了重载方法，我们可以传入ZoneId来获得指定时区的日期。该类提供与java.sql.Date相同的功能，对于如何使用该类，我们来看一个简单的例子。

@Test
public void testLocalDate() {
    //Current Date
    LocalDate today = LocalDate.now();
    System.out.println("Current Date=" + today);

    //Creating LocalDate by providing input arguments
    LocalDate firstDay_2014 = LocalDate.of(2014, Month.JANUARY, 1);
    System.out.println("Specific Date=" + firstDay_2014);

    //Try creating date by providing invalid inputs
    //LocalDate feb29_2014 = LocalDate.of(2014, Month.FEBRUARY, 29);
    //Exception in thread "main" java.time.DateTimeException:
    //Invalid date 'February 29' as '2014' is not a leap year

    //Current date in "Asia/Kolkata", you can get it from ZoneId javadoc
    LocalDate todayKolkata = LocalDate.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
    System.out.println("Current Date in IST=" + todayKolkata);

    //java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: IST
    //LocalDate todayIST = LocalDate.now(ZoneId.of("IST"));

    //Getting date from the base date i.e 01/01/1970
    LocalDate dateFromBase = LocalDate.ofEpochDay(365);
    System.out.println("365th day from base date= " + dateFromBase);

    LocalDate hundredDay2014 = LocalDate.ofYearDay(2014, 100);
    System.out.println("100th day of 2014=" + hundredDay2014);
}

打印

Current Date=2018-05-29
Specific Date=2014-01-01
Current Date in IST=2018-05-29
365th day from base date= 1971-01-01
100th day of 2014=2014-04-10

java.time.LocalTime：LocalTime是一个不可变的类，它的实例代表一个符合人类可读格式的时间，默认格式是hh:mm:ss.zzz。像LocalDate一样，该类也提供了时区支持，同时也可以传入小时、分钟和秒等输入参数创建实例，我们来看一个简单的程序，演示该类的使用方法。

@Test
public void testLocalTime() {
    //Current Time
    LocalTime time = LocalTime.now();
    System.out.println("Current Time=" + time);

    //Creating LocalTime by providing input arguments
    LocalTime specificTime = LocalTime.of(12, 20, 25, 40);
    System.out.println("Specific Time of Day=" + specificTime);

    //Try creating time by providing invalid inputs
    //LocalTime invalidTime = LocalTime.of(25,20);
    //Exception in thread "main" java.time.DateTimeException:
    //Invalid value for HourOfDay (valid values 0 - 23): 25

    //Current date in "Asia/Kolkata", you can get it from ZoneId javadoc
    LocalTime timeKolkata = LocalTime.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
    System.out.println("Current Time in IST=" + timeKolkata);

    //java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: IST
    //LocalTime todayIST = LocalTime.now(ZoneId.of("IST"));

    //Getting date from the base date i.e 01/01/1970
    LocalTime specificSecondTime = LocalTime.ofSecondOfDay(10000);
    System.out.println("10000th second time= " + specificSecondTime);
}

打印

Current Time=19:09:39.656
Specific Time of Day=12:20:25.000000040
Current Time in IST=16:39:39.657
10000th second time= 02:46:40

java.time.LocalDateTime：LocalDateTime是一个不可变的日期-时间对象，它表示一组日期-时间，默认格式是yyyy-MM-dd-HH-mm-ss.zzz。它提供了一个工厂方法，接收LocalDate和LocalTime输入参数，创建LocalDateTime实例。我们来看一个简单的例子。

@Test
public void testLocalDateTime() {
    //Current Date
    LocalDateTime today = LocalDateTime.now();
    System.out.println("Current DateTime=" + today);

    //Current Date using LocalDate and LocalTime
    today = LocalDateTime.of(LocalDate.now(), LocalTime.now());
    System.out.println("Current DateTime=" + today);

    //Creating LocalDateTime by providing input arguments
    LocalDateTime specificDate = LocalDateTime.of(2014, Month.JANUARY, 1, 10, 10, 30);
    System.out.println("Specific Date=" + specificDate);

    //Try creating date by providing invalid inputs
    //LocalDateTime feb29_2014 = LocalDateTime.of(2014, Month.FEBRUARY, 28, 25,1,1);
    //Exception in thread "main" java.time.DateTimeException:
    //Invalid value for HourOfDay (valid values 0 - 23): 25

    //Current date in "Asia/Kolkata", you can get it from ZoneId javadoc
    LocalDateTime todayKolkata = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Kolkata"));
    System.out.println("Current Date in IST=" + todayKolkata);

    //java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: IST
    //LocalDateTime todayIST = LocalDateTime.now(ZoneId.of("IST"));

    //Getting date from the base date i.e 01/01/1970
    LocalDateTime dateFromBase = LocalDateTime.ofEpochSecond(10000, 0, ZoneOffset.UTC);
    System.out.println("10000th second time from 01/01/1970= " + dateFromBase);
}

在所有这三个例子中，我们已经看到如果我们提供了无效的参数去创建日期/时间，那么系统会抛出java.time.DateTimeException，这是一种运行时异常，我们并不需要显式地捕获它。
同时我们也看到，能够通过传入ZoneId得到日期/时间数据，你可以从它的Javadoc中得到支持的Zoneid的列表，当运行以上类时，可以得到以下输出

打印

Current DateTime=2018-05-29T19:10:00.353
Current DateTime=2018-05-29T19:10:00.353
Specific Date=2014-01-01T10:10:30
Current Date in IST=2018-05-29T16:40:00.353
10000th second time from 01/01/1970= 1970-01-01T02:46:40

java.time.Instant：Instant类是用在机器可读的时间格式上的，它以Unix时间戳的形式存储日期时间，我们来看一个简单的程序

@Test
public void testTimestampForInstant() {
    //Current timestamp
    Instant timestamp = Instant.now();
    System.out.println("Current Timestamp = " + timestamp);

    //Instant from timestamp
    Instant specificTime = Instant.ofEpochMilli(timestamp.toEpochMilli());
    System.out.println("Specific Time = " + specificTime);

    //Duration example
    Duration thirtyDay = Duration.ofDays(30);
    System.out.println(thirtyDay);
}

日期API工具：我们早些时候提到过，大多数日期/时间API类都实现了一系列工具方法，如：加/减天数、周数、月份数，等等。还有其他的工具方法能够使用TemporalAdjuster调整日期，并计算两个日期间的周期。

@Test
public void testDateTool() {
    LocalDate today = LocalDate.now();

    //Get the Year, check if it's leap year
    System.out.println("Year " + today.getYear() + " is Leap Year? " + today.isLeapYear());

    //Compare two LocalDate for before and after
    System.out
        .println("Today is before 01/01/2015? " + today.isBefore(LocalDate.of(2015, 1, 1)));

    //Create LocalDateTime from LocalDate
    System.out.println("Current Time=" + today.atTime(LocalTime.now()));

    //plus and minus operations
    System.out.println("10 days after today will be " + today.plusDays(10));
    System.out.println("3 weeks after today will be " + today.plusWeeks(3));
    System.out.println("20 months after today will be " + today.plusMonths(20));

    System.out.println("10 days before today will be " + today.minusDays(10));
    System.out.println("3 weeks before today will be " + today.minusWeeks(3));
    System.out.println("20 months before today will be " + today.minusMonths(20));

    //Temporal adjusters for adjusting the dates
    System.out.println(
        "First date of this month= " + today.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth()));
    LocalDate lastDayOfYear = today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfYear());
    System.out.println("Last date of this year= " + lastDayOfYear);

    Period period = today.until(lastDayOfYear);
    System.out.println("Period Format= " + period);
    System.out.println("Months remaining in the year= " + period.getMonths());
}

解析和格式化：将一个日期格式转换为不同的格式，之后再解析一个字符串，得到日期时间对象，这些都是很常见的。我们来看一下简单的例子。

@Test
public void testFormat() {
    //Format examples
    LocalDate date = LocalDate.now();
    //default format
    System.out.println("Default format of LocalDate=" + date);
    //specific format
    System.out.println(date.format(DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu")));
    System.out.println(date.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE));

    LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
    //default format
    System.out.println("Default format of LocalDateTime=" + dateTime);
    //specific format
    System.out.println(dateTime.format(DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu HH::mm::ss")));
    System.out.println(dateTime.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE));

    Instant timestamp = Instant.now();
    //default format
    System.out.println("Default format of Instant=" + timestamp);

    //Parse examples
    LocalDateTime dt = LocalDateTime.parse("27::五月::2014 21::39::48",
        DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu HH::mm::ss"));
    System.out.println("Default format after parsing = " + dt);
}