代码收藏家技术教程 2024-11-18

Java8 新特性 —— LocalDateTime，Instant(时间戳)，DateTimeFormatter(格式化)，Duration和Period(时间对比)，时区详解

前言

在旧版的 Java 中，日期时间 API 存在诸多问题，其中有：

非线程安全： java.util.Date 是非线程安全的，所有的日期类都是可变的，这是Java日期类最大的问题之一。

设计很差： 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，另外这两个类都有相同的名字，这就显得非常糟糕。

时区处理麻烦： 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。

为了解决以上问题，Java 8引入了新的日期时间API。新API具有以下特点：

线程安全： 新的日期时间API中的类都是线程安全的。

不可变性： 与传统日期时间类不同，新的日期时间API中的类是不可变（immutable）的，这使得更容易编写高质量的代码。

类型安全性： 新的日期时间API中所有的类和接口都具有类型安全性，这意味着可以在编译时捕获许多常见的日期时间错误。

Java 8日期时间API中主要涉及到以下类和接口：

java.time.LocalDate：表示一个ISO-8601格式的日期，不包含时间信息

java.time.LocalTime：表示一个ISO-8601格式的时间，不包含日期信息

java.time.LocalDateTime：表示一个ISO-8601格式的日期时间

java.time.Instant：表示从‘1970-01-01T00:00:00Z’开始的秒数（时间戳）

java.time.Duration：表示两个时刻之间的持续时间或时间段

java.time.Period：表示两个日期之间的天数、月数或年数

java.time.ZonedDateTime：表示带时区的日期时间信息

java.time.temporal：用于校正时间

java.time.DateTimeFormatter：用于格式化和解析日期时间信息

一、LocalDate、LocalTime以及LocalDateTime

LocalDate主要表示日期类对象如：2024-11-06；

LocalTime主要表示时间类对象如：20:31:00；

LocalDateTime则是两个结合版，表示日期加时间如：2024-11-06T20:31:00。

这三者的使用方法其实是如出一辙的，下面我们以LocalDateTime为例，了解一下他们的作用及用法：

@Test
public void test3(){
    LocalDateTime now = LocalDateTime.now();//当前时间 yyyy-MM-ddTHH:mm:ss
    LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2024, 11, 6, 12, 30, 30);//2024-11-06T12:30:30

    LocalDateTime plusHours = localDateTime.plusHours(1);//加上一个小时 -> 2024-11-06T13:30:30
    LocalDateTime minusMinutes = localDateTime.minusMinutes(10);//减去10分钟 -> 2024-11-06T12:20:30
    int dayOfWeek = localDateTime.getDayOfWeek().getValue();//获取当前时间是一周中的第几天 -> 3
    int year = localDateTime.getYear();//获取年 -> 2024
    int month = localDateTime.getMonthValue();//获取月份 -> 11
    int hour = localDateTime.getHour();//获取小时 -> 12
    int minute = localDateTime.getMinute();//获取分钟 -> 30
    int second = localDateTime.getSecond();//获取秒 -> 30
}

二、Instant 时间戳

Instant：时间戳, 存储了一个从1970-01-01 00:00:00 以来的秒和纳秒数据

getEpochSecond()：获取的是秒

toEpochMilli()：获取的是毫秒

getNano()：获取的是纳秒

ofEpochSecond()：通过秒级时间戳获取Instant

ofEpochMilli()：通过毫秒级时间戳获取Instant

/**
 * Instant : 时间戳, 存储了一个从1970-01-01 00:00:00 以来的 秒 和 纳秒 数据
 * getEpochSecond() : 获取的是秒
 * toEpochMilli() : 获取的是毫秒
 * getNano() : 获取的是纳秒
 * ofEpochSecond() : 通过秒级时间戳获取Instant
 * ofEpochMilli() : 通过毫秒级时间戳获取Instant
 */
@Test
public void test4(){
    Instant inst1 = Instant.now();//默认获取 UTC 时区
    System.out.println("UTC 时区: " + inst1);//2024-11-06T12:44:24.803617100Z

    System.out.println("Instant 秒: " + inst1.getEpochSecond());//1730897064
    System.out.println("Instant 毫秒: " + inst1.toEpochMilli());//1730897064803
    System.out.println("当前时间戳(毫秒): " + System.currentTimeMillis());//1730897064808
    System.out.println("Instant 纳秒: " + inst1.getNano());//803617100

    //根据指定时间戳获取 Instant 对象, 默认UTC时区
    Instant ods1 = Instant.ofEpochSecond(1730897056);//2024-11-06T12:44:16Z
    System.out.println("指定时间戳获取Instant: " + ods1);

    //转换成指定时区，或者当前时区
    OffsetDateTime ods2 = ods1.atOffset(ZoneOffset.ofHours(8));//2024-11-06T20:44:16+08:00
    System.out.println("时区加8:" + ods2);

    ZonedDateTime ods3 = ods1.atZone(ZoneId.systemDefault());//2024-11-06T20:44:16+08:00[Asia/Shanghai]
    System.out.println("时区加8:" + ods3);
}

效果图如下：

需要注意的是Instant 不管是通过Now()获取当前时间，还是通过ofEpochSecond()和ofEpochMilli()都是UTC时区的时间，后续需要结合时区使用。

三、ZonedDateTime 带时区的时间

1、ZoneId

返回带时区的时间，如：2024-11-06T21:12:53.794258+08:00[Asia/Shanghai]

getAvailableZoneIds()获取所有时区

systemDefault()获取系统时区

of()指定时区如：ZoneId.of(“Asia/Shanghai”)

2、ZoneOffset

指定时间偏移量，如：2024-11-06T19:12:53.794258+06:00

@Test
public void test8(){
    System.out.println(ZonedDateTime.now());//返回系统时区的带时区的时间
    System.out.println(ZonedDateTime.ofInstant(Instant.now(), ZoneId.systemDefault()));//返回系统时区的带时区的时间
    System.out.println(LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai")));//返回Asia/Shanghai 时区当前时间
    System.out.println(LocalDateTime.now(ZoneId.of("Africa/Nairobi")));//返回Africa/Nairobi 时区当前时间
    System.out.println(LocalDateTime.now(ZoneId.systemDefault()));//返回系统时区的时间

    LocalDateTime now = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));//返回Asia/Shanghai 时区当前时间
    ZonedDateTime zonedDateTime = now.atZone(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));//返回Asia/Shanghai 时区当前带时区时间(与UTC相比)
    System.out.println(now);
    System.out.println(zonedDateTime);

    LocalDateTime now1 = LocalDateTime.now(ZoneOffset.ofHours(6));//返回偏移后的时间
    ZonedDateTime zonedDateTime1 = now1.atZone(ZoneOffset.ofHours(6));//返回带偏移量的时间(与UTC相比)
    System.out.println(now1);
    System.out.println(zonedDateTime1);
}

四、DateTimeFormatter 格式化

同样在Java8中也提供了专业的时间转换类，其中也内置了许多特定的格式，也可以自定义格式

– ofPattern()：指定格式

//DateTimeFormatter: 格式化
@Test
public void test7(){
    LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2024, 12, 24,20, 40, 40);//2024-12-24T20:40:40
    System.out.println(localDateTime);

    // 官方API
    DateTimeFormatter dateTimeFormatter1 = DateTimeFormatter.ISO_DATE;
    String sdt1 = localDateTime.format(dateTimeFormatter1);
    System.out.println(sdt1);//2024-12-24

    // 自定义
    DateTimeFormatter dateTimeFormatter2 = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss");
    String sdt2 = localDateTime.format(dateTimeFormatter2);
    System.out.println(sdt2);//2024年12月24日 20:40:40

    //字符串转时间
    LocalDateTime dt = LocalDateTime.parse(sdt2, dateTimeFormatter2);
    System.out.println(dt);//2024-12-24T20:40:40
}

五、TemporalAdjuster 时间校正器

相对于上文时区的大范围校正时间，以及LocalDateTime中加减时间实现时间校正，TemporalAdjuster 就显得较为专业，可以返回指定日子的时间，当然也可以指定模式返回校正后的时间：

//时间校正器 TemporalAdjuster
@Test
public void test6(){
    LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.of(2024, 12, 24,20, 40, 40);//2024-12-24T20:40:40
    System.out.println("当前时间: " + dt1);

    //将时间调整到下个周日
    LocalDateTime dt2 = dt1.with(TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.SUNDAY));
    System.out.println("获取下个周日: " + dt2);

    //自定义获取下一个工作日
    LocalDateTime dt3 = dt1.with(temporal -> {
        LocalDateTime localDateTime = (LocalDateTime) temporal;
        DayOfWeek dayOfWeek = localDateTime.getDayOfWeek();
        if (dayOfWeek.equals(DayOfWeek.FRIDAY)) {
            return localDateTime.plusDays(3);
        } else if (dayOfWeek.equals(DayOfWeek.SATURDAY)) {
            return localDateTime.plusDays(2);
        } else {
            return localDateTime.plusDays(1);
        }
    });
    System.out.println("获取下一个工作日: " + dt3);
}

六、Duration和Period 计算时间差

Duration：时间层间计算时间差
Period：日期层面计算时间差

//计算时间间隔或者日期间隔
// Duration 计算时间间隔
// Period 计算日期间隔
@Test
public void test5() throws InterruptedException {
    LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.of(2024, 11, 1,12, 30, 30);
    LocalDateTime dt2 = LocalDateTime.of(2025, 12, 24,20, 40, 40);

    Duration duration = Duration.between(dt1, dt2);
    System.out.println("Duration 展示毫秒秒间隔:" + duration.toMillis());//36144610000
    System.out.println("Duration 展示秒间隔:" + duration.toSeconds());//36144610
    System.out.println("Duration 展示分钟间隔:" + duration.toMinutes());//602410
    System.out.println("Duration 展示小时间隔:" + duration.toHours());//10040
    System.out.println("Duration 展示天数间隔:" + duration.toDays());//418

    LocalDate localDate1 = LocalDate.of(2024, 11, 1);
    LocalDate localDate2 = LocalDate.of(2025, 12, 24);

    Period period = Period.between(localDate1, localDate2);
    System.out.println("Period 展示天数间隔: " + period.getDays());//23
    System.out.println("Period 展示月份间隔: " + period.getMonths());//1
    System.out.println("Period 展示年间隔: " + period.getYears());//1
}