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详解Java的日期时间新特性

作者：一一哥Sun

随着时间的不断推移，现实的需求也在不断更新，原先的一些API已经难以满足开发需求了，从JDK 8之后，为了满足更多的开发需求，Java给我们增加了不少关于日期时间的新特性，接下来就带各位来看看这些新特性有哪些,需要的朋友可以参考下

一. 新特性概述

在JDK 8之前，其实有不少的API都存在着一些问题，日期时间等相关类同样如此。所以从JDK 8开始，Java做了较大的改动，出现了很多新特性。其中，java.time包中了就提供了不少新的日期和时间API，主要如下：

  • 本地日期和时间类：LocalDateTime，LocalDate，LocalTime；
  • 带时区的日期和时间类：ZonedDateTime；
  • 时刻类：Instant；
  • 时区：ZoneId，ZoneOffset；
  • 时间间隔：Duration。

在格式化操作方面，也推出了一个新的格式化类DateTimeFormatter。

和之前那些旧的API相比，新的时间API严格区分了时刻、本地日期、本地时间和带时区的日期时间，日期和时间的运算更加方便。这些新的API类型几乎全都是final不变类型，我们不必担心其会被修改。并且新的API还修正了旧API中一些不合理的常量设计：

  • Month的范围采用1~12，分别表示1月到12月；
  • Week的范围采用1~7，分别表示周一到周日。

二. LocalDateTime

1. 简介

LocalDateTime是JDK 8之后出现的，用来表示本地日期和时间的类。我们可以通过now()方法，默认获取到本地时区的日期和时间。与之前的旧API不同，LocalDateTime、LocalDate和LocalTime默认会严格按照ISO 8601规定的日期和时间格式进行打印。

2. 获取当前日期和时间

我们可以通过now()方法来获取到当前的日期和时间。我们在执行一行代码时，多少也会消耗一点时间，日期和时间的值可能会对不上，尤其是时间的毫秒数可能会有差异。所以为了保证获取到的日期和时间值差异减少，我们的代码尽量要编写如下：

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.LocalTime;
/**
 * @author
 */
public class Demo10 {
    public static void main(String[] args) {
	//获取当前日期和时间
	LocalDateTime dt = LocalDateTime.now();
	System.out.println("dt="+dt);
	// 转换到当前日期
	LocalDate d = dt.toLocalDate(); 
	System.out.println("date="+d);
	// 转换到当前时间
	LocalTime t = dt.toLocalTime(); 
	System.out.println("time="+t);
    }
}

3. of()方法的作用

我们可以通过of()方法，根据指定的日期和时间来创建一个LocalDateTime对象，用法如下：

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.LocalTime;
/**
 * @author
 */
public class Demo11 {
    public static void main(String[] args) {
	// 根据指定的日期和时间创建LocalDateTime对象
	// 2023-01-25, 月份与之前不同：1-12分别表示1-12个月
	LocalDate date = LocalDate.of(2023, 1, 25);
	// 20:35:48
	LocalTime time = LocalTime.of(20, 35, 48);
	LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.of(date, time);
	System.out.println("dt1=" + dt1);
	LocalDateTime dt2 = LocalDateTime.of(2023, 1, 23, 20, 35, 48);
	System.out.println("dt2=" + dt2);
    }
}

4. parse()方法的作用

我们可以使用parse()方法，将一个时间格式的字符串解析为LocalDateTime，用法如下：

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.LocalTime;
/**
 * @author
 */
public class Demo11 {
    public static void main(String[] args) {
	// 解析时间字符串。T是日期和时间的分隔符
	LocalDateTime dt = LocalDateTime.parse("2023-02-22T20:18:15");
	System.out.println("dt="+dt);
	LocalDate date = LocalDate.parse("2012-10-15");
	System.out.println("date="+date);
	LocalTime time = LocalTime.parse("16:15:20");
	System.out.println("time="+time);
    }
}

我们要注意，根据ISO 8601规定，日期和时间的分隔符是T，标准格式如下：

  • 日期：yyyy-MM-dd
  • 时间：HH:mm:ss
  • 带毫秒的时间：HH:mm:ss.SSS
  • 日期和时间：yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss
  • 带毫秒的日期和时间：yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss.SSS

5. 时间加减方法

在LocalDateTime中，给我们提供了一系列的加减操作方法，使得我们可以很轻易的实现时间的加减操作，比如给某个日期或时间进行加或减的操作。plusXxx()增加方法如下图所示：

minusXxx()减少方法如下图所示：

import java.time.LocalDateTime;
/**
 * @author
 */
public class Demo13 {
    public static void main(String[] args) {
	// 对日期进行加减操作
	LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.now();
	System.out.println("dt1=" + dt1);
        // 加3天减6小时:
        LocalDateTime dt2 = dt1.plusDays(3).minusHours(6);
        // 2019-10-31T17:30:59
        System.out.println("dt2=" +dt2); 
        // 减1月:
        LocalDateTime dt3 = dt2.minusMonths(1);
        // 2019-09-30T17:30:59
        System.out.println("dt3=" +dt3); 
        //加两周
        LocalDateTime dt4 = dt3.plusWeeks(2);
        System.out.println("dt4=" +dt4); 
    }
}

6. 时间调整方法

我们除了可以进行日期和时间的增加、减少操作之外，还可以利用withXxx()方法对日期和时间进行调整，这些方法如下图所示：

从上图可以看出，我们可以对年、月、日、时、分、秒等进行调整，具体含义如下：

  • 调整年：withYear()
  • 调整月：withMonth()
  • 调整日：withDayOfMonth()
  • 调整时：withHour()
  • 调整分：withMinute()
  • 调整秒：withSecond()
import java.time.LocalDateTime;
/**
 * @author
 */
public class Demo14 {
    public static void main(String[] args) {
	// 对日期进行加减操作
	LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.now();
	System.out.println("dt1=" + dt1);
	// 注意：如果某个月中没有29、30、31等日期,会出现java.time.DateTimeException: Invalid date 'FEBRUARY 31'类似的异常。
        //LocalDateTime dt2 = dt1.withDayOfMonth(31);
	//日期变为25日
        LocalDateTime dt2 = dt1.withDayOfMonth(25);
        System.out.println("dt2="+dt2); // 2019-10-31T20:30:59
        //月份变成5月
        LocalDateTime dt3 = dt2.withMonth(5);
        //2023-05-25T20:06:06.768
        System.out.println("dt3="+dt3); 
        //年份变成2024年
        LocalDateTime dt4 = dt3.withYear(2024);
        //2024-05-25T20:06:06.768
        System.out.println("dt4=" +dt4); 
    }
}

我们在利用withXxx()方法调整月份时，会相应地调整日期。并且要注意，如果某个月中没有29、30、31等日期，则会出现java.time.DateTimeException: Invalid date 'FEBRUARY 31'类似的异常，如下图所示：

7. with()方法

LocalDateTime中有一个通用的with()方法，允许我们进行更复杂的运算，比如获取当月或下个月的第一天、最后一天、第一个周一等操作。

import java.time.DayOfWeek;
import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.temporal.TemporalAdjusters;
public class Demo14 {
    public static void main(String[] args) {
        //获取本月的第一天0:00时刻:
        LocalDateTime firstDay = LocalDate.now().withDayOfMonth(1).atStartOfDay();
        System.out.println("firstDay="+firstDay);
        //获取本月的最后1天:
        LocalDate lastDay = LocalDate.now().with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth());
        System.out.println("lastDay="+lastDay);
        //获取下个月的第1天:
        LocalDate nextMonthFirstDay = LocalDate.now().with(TemporalAdjusters.firstDayOfNextMonth());
        System.out.println("nextMonthFirstDay="+nextMonthFirstDay);
        //获取本月的第1个周一
        LocalDate firstWeekday = LocalDate.now().with(TemporalAdjusters.firstInMonth(DayOfWeek.MONDAY));
        System.out.println("firstWeekday="+firstWeekday);
    }
}

8. isBefore()与isAfter()方法

如果我们判断两个LocalDateTime的先后顺序，可以使用isBefore()、isAfter()方法。

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.LocalTime;
/**
 * @author
 */
public class Demo16 {
    public static void main(String[] args) {
	LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        LocalDateTime target = LocalDateTime.of(2022, 12, 25, 10, 15, 10);
        //判断A日期在B日期之前
        System.out.println("before?="+now.isBefore(target));
        //判断A日期在B日期之前
        System.out.println(LocalDate.now().isBefore(LocalDate.of(2023, 12, 19)));
        //判断A时间在B时间之后
        System.out.println(LocalTime.now().isAfter(LocalTime.parse("10:15:20")));
    }
}

9. Duration时间间隔和Period间隔天数

我们可以使用Duration来 表示两个时刻之间的持续时间， 计算两个时间之间的间隔 ；用 Period来 表示两个日期之间的间隔天数， 以年、月、日的形式表示，用于计算两个日期之间的间隔。

Duration和Period的表示方法也符合ISO-8601的格式，它以 P...T... 的形式表示。P...T之间表示日期间隔，T后面表示时间间隔，如果是PT...的格式，则只表示时间间隔。

所以如果是两个LocalDateTime之间的差值，使用Duration表示的形式就是PT12H10M30S，意思是间隔12小时10分钟30秒。而两个LocalDate之间的差值，用Period表示的形式则是P1M21D，表示间隔1个月21天。

import java.time.Duration;
import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.Period;
/**
 * @author 
 */
public class Demo17 {
    public static void main(String[] args) {
	LocalDateTime start = LocalDateTime.of(2023, 05, 24, 13, 15, 20);
        LocalDateTime end = LocalDateTime.of(2025, 11, 8, 19, 25, 30);
        //计算两个时间的间隔
        Duration d = Duration.between(start, end);
        //PT21582H10M10S,间隔21582小时10分10秒
        System.out.println("duration="+d); 
        //计算两个日期的间隔
        Period p = LocalDate.of(2022, 12, 11).until(LocalDate.of(2025, 2, 22));
        //P2Y2M11D,间隔2个月11天
        System.out.println("period="+p); 
        //我们也可以使用ofXxx()或parse()方法直接创建Duration
        //10hours
        Duration d1 = Duration.ofHours(10);
        //2day,4hours,5minutes
        Duration d2 = Duration.parse("P2DT4H5M"); 
        System.out.println("d1="+d1); 
        System.out.println("d2="+d2); 
    }
}

三. ZonedDateTime

1. 简介

我们知道，LocalDateTime表示本地日期和时间，如果我们要表示一个带时区的日期和时间，就需要使用ZonedDateTime了。ZonedDateTime相当于是LocalDateTime + ZoneId，其中ZoneId是java.time引入的新的时区类，它与旧的java.util.TimeZone是有区别的。在ZonedDateTime中也提供了plusDays()等加减操作，使用起来也非常地方便。

2. 创建方式

如果我们想要创建一个ZonedDateTime对象，可以有以下几种方法：

  • 通过now()方法返回ZonedDateTime对象；
  • 通过给LocalDateTime附加ZoneId获取。

接下来就通过一些具体的案例来给大家展示一下ZonedDateTime到底是怎么创建的。

2.1 now()方法

我们先来看看通过now()方法如何创建一个ZonedDateTime对象。

import java.time.ZoneId;
import java.time.ZonedDateTime;
/**
 * @author
 */
public class Demo18 {
    public static void main(String[] args) {
	//获取默认时区的时间对象
	ZonedDateTime zdt1 = ZonedDateTime.now(); 
	System.out.println("zdt1="+zdt1); 
	//获取指定时区的时间对象
        ZonedDateTime zdt2 = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"));
        System.out.println("zdt2="+zdt2); 
    }
}

在这个案例中，我们获得的两个ZonedDateTime对象，它们的时区虽然不同，但时间都是同一时刻的，如果毫秒数不同是在执行语句时有一点时间差。

2.2 附加ZoneId

我们再来通过给LocalDateTime附加ZoneId的方式来获取一个ZonedDateTime对象。

import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneId;
import java.time.ZonedDateTime;
/**
 * @author
 */
public class Demo19 {
    public static void main(String[] args) {
	LocalDateTime ldt = LocalDateTime.of(2023, 1, 25, 10, 15, 11);
	//获取默认时区的时间对象
	ZonedDateTime zdt1 = ldt.atZone(ZoneId.systemDefault());
	System.out.println("zdt1=" + zdt1);
	//获取指定时区的时间对象
	ZonedDateTime zdt2 = ldt.atZone(ZoneId.of("America/New_York"));
	System.out.println("zdt2=" + zdt2);
    }
}

这种方式创建的ZonedDateTime对象，其日期和时间与LocalDateTime相同，但附加的时区不同，因此是两个不同的时刻。

3. 时区转换

有时我们在项目中需要将A时区的时间转换成B时区的时间，这就需要在两个时区之间进行切换。以前如果我们想实现这种功能，就需要我们自己计算，而且非常的麻烦且复杂，现在新的Java API中直接给我们带来了负责时区转换的方法，这就非常方便了。利用withZoneSameInstant()方法，我们就可以将一个关联的时区转换到另一个时区，转换后的日期和时间也会相应调整。

import java.time.ZoneId;
import java.time.ZonedDateTime;
/**
 * @author 
 */
public class Demo20 {
    public static void main(String[] args) {
	//将北京时间转为纽约时间
	//获取北京时区的当前时间
	//注意：这里的时区名字不能随便瞎写，否则会产生java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: Asia/Beijing
        ZonedDateTime zdt1 = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
        System.out.println("zdt1=" + zdt1);
        //将当前时区的时间，转换为纽约时间
        ZonedDateTime zdt2 = zdt1.withZoneSameInstant(ZoneId.of("America/New_York"));
	System.out.println("zdt2=" + zdt2);
        //转换为本地时间
	LocalDateTime ldt = zdt2.toLocalDateTime();
	System.out.println("ldt=" + ldt);
    }
}

注意：

时区的名字不能随便瞎写，否则会产生java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: Asia/Beijing，如下图所示：

另外在时区转换时，由于夏令时的存在，不同的日期转换结果有可能是不同的，有可能会出现两次转换后有1小时的夏令时时差。所以如果我们以后涉及到时区转换时，尽量不要自己计算时差，否则难以正确地处理夏令时。

四. DateTimeFormatter

1. 简介

我们在前面学习Date日期时间对象时，知道该对象默认输出的时间格式其实是不符合大多数的使用场景的，所以一般都需要我们对其进行格式化设置，比如通过printf()方法或SimpleDateFormat类来实现。但是当我们使用新的LocalDateTime或ZonedDateTime进行格式化显示时，就需要使用新的DateTimeFormatter类了。

和SimpleDateFormat不同的是，DateTimeFormatter不但是不可变的对象，且还是线程安全的。编程时我们可以先创建出一个DateTimeFormatter实例对象，然后根据需要引用即可。而之前的SimpleDateFormat则是线程不安全的，使用时只能在方法内部创建出一个新的局部变量。

2. 创建方式

我们要想使用DateTimeFormatter，首先得创建出一个DateTimeFormatter对象，一般有如下两种方式：

  • DateTimeFormatter.ofPattern(String pattern)：pattern是待传入的格式化字符串；
  • DateTimeFormatter.ofPattern(String pattern,Locale locale)：locale是所采用的本地化设置。

3. 基本使用

了解了创建方式之后，我们就可以来看看该如何进行时间格式化了。

import java.time.ZonedDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.Locale;
/**
 * @author 
 */
public class Demo21 {
    public static void main(String[] args) {
	//获取默认的本地时间
	ZonedDateTime zdt = ZonedDateTime.now();
	//获取一个DateTimeFormatter对象,如果需要输出固定字符，可以用'xxx'表示，如'中国时间'
        var formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss ZZZZ '中国时间'");
        System.out.println(formatter.format(zdt));
        //获取一个DateTimeFormatter对象,中国时区
        var zhFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy MMM dd EE HH:mm:ss", Locale.CHINA);
        System.out.println(zhFormatter.format(zdt));
        //改变默认的显示格式,用指定的格式显示
        //System.out.println(DateTimeFormatter.ISO_DATE.format(zdt));
        //获取一个DateTimeFormatter对象,美国时区
        var usFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("E, MMMM/dd/yyyy HH:mm:ss", Locale.US);
        //System.out.println(usFormatter.format(zdt));
        //改变默认的显示格式
        System.out.println(DateTimeFormatter.ISO_DATE_TIME.format(zdt));
    }
}

当我们在格式化字符串时，如果需要输出一些固定的字符，可以用'xxx'的形式来表示。另外我们在调用System.out.println()方法对一个ZonedDateTime，或者LocalDateTime实例进行打印时，实际上调用的是它们的toString()方法。默认的toString()方法显示的字符串是按照ISO 8601格式显示的，我们可以通过DateTimeFormatter预定义的几个静态变量来引用。

五. Instant

1. 简介

在之前给大家讲过，计算机中存储的当前时间，其实就是一个不断递增的整数值，即从1970年1月1日0分0秒开始以来不断递增的一个整数值。如果我们想要获取这个整数值，可以使用System.currentTimeMillis()方法，该方法会返回一个long型的毫秒值，这就是当前时间的时间戳！

而现在我们其实还可以使用Instant.now()来 获取当前的时间戳，效果和 System.currentTimeMillis() 类似。但Instant获取的时间戳更为精确，其内部采用了两种时间精度，分别是秒和纳秒。

另外Instant还提供了plusXxx和minusXxx增减方法，方便我们进行时间的操作。且Instant作为时间戳对象，我们还可以给它附加上一个时区，创建出对应的ZonedDateTime对象。我们也可以给它关联上指定的ZoneId，得到对应的ZonedDateTime，进而获得对应时区的LocalDateTime，所以我们可以在LocalDateTime、ZoneId、Instant、ZonedDateTime之间互相转换。

2. 使用方法

接下来我们看看Instant的用法。

import java.time.Instant;
import java.time.ZoneId;
import java.time.ZonedDateTime;
/**
 * @author
 */
public class Demo22 {
    public static void main(String[] args) {
	//获取当前时间的时间戳
	long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
	System.out.println("currentTimeMillis毫秒级时间戳="+currentTimeMillis);
	//获取当前时间的时间戳
	Instant now = Instant.now();
	System.out.println("now时刻="+now);
	// 秒
        System.out.println("秒级时间戳="+now.getEpochSecond()); 
        // 毫秒
        System.out.println("毫秒级时间戳="+now.toEpochMilli());
	//用指定的时间戳创建Instant对象
	Instant ins = Instant.ofEpochSecond(1676262418);
	//获取所在时区的ZonedDateTime对象
	ZonedDateTime zdt = ins.atZone(ZoneId.systemDefault());
	System.out.println("zdt="+zdt); 
    }
}

六. 新旧时间API的转换

1. 简介

现在我们知道，在Java中，关于日期和时间的API其实有两套，一套旧的，一套新的。这两套API以JDK 8为分割线，此前的属于旧版API，此后的属于新版API。

  • 旧版API：定义在java.util包中，主要包括Date、Calendar和TimeZone几个类；
  • 新版API：JDK 8之后引入，定义在java.time包中，主要包括LocalDateTime、ZonedDateTime、ZoneId、DateTimeFormatter、Instant等。

这时有些小白就会好奇，这两套时间API我们在开发时该怎么选择？其实，如果大家的项目属于是一个新开发的项目，且你们的Java版本在JDK 8以上，那就采用新版的API吧。但是如果你们的项目涉及到遗留代码，是对旧的项目进行维护或改造，很多遗留代码仍然在使用旧的API，建议大家还是不要改变原有的选择，请继续使用旧版API。

但是如果你们的项目环境已经从低版本的JDK切换到了高本版的JDK，且你们公司要求对项目进行升级改造，我们能不能在新旧两种API之间进行转换呢？其实这也是可以的，今天就给大家讲一下如何在新旧两套API之间互相转换。

2. 旧转新

首先我们来看看旧的API是如何转成新的API的。比如我们想把旧式的 Date 或 Calendar 转换为新的API对象，可以通过 toInstant() 方法转换为 Instant 对象，然后再继续转换为 ZonedDateTime，实现代码如下：

import java.time.Instant;
import java.time.ZonedDateTime;
import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
/**
 * @author 
 */
public class Demo24 {
    public static void main(String[] args) {
	//将旧版API中的Date，转为新版API中的Instant对象
	Instant instant = new Date().toInstant();
	System.out.println("instant="+instant);
	//将旧版API中的Calendar，转为新版API中的Instant，然后再进一步转为新版的ZonedDateTime:
	Calendar calendar = Calendar.getInstance();
	Instant instant2 = calendar.toInstant();
	ZonedDateTime zdt = instant2.atZone(calendar.getTimeZone().toZoneId());
	System.out.println("zdt="+zdt); 
    }
}

3. 新转旧

旧版API可以转换成新版API，同时我们也可以将新班API转成旧版的API，已实现与原有系统的兼容。如果要实现这一目标，我们需要借助 long 型的时间戳做一个“中转” ，具体实现如下：

import java.time.ZonedDateTime;
import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
import java.util.TimeZone;
public class Demo25 {
    public static void main(String[] args) {
	//新版API中的ZonedDateTime，先转为long类型
	ZonedDateTime zdt = ZonedDateTime.now();
	//获取秒级时间戳，转为long类型
	long ts = zdt.toEpochSecond() * 1000;
	System.out.println("ts=" + ts);
	//然后将long类型,转为旧版API中的Date
	Date date = new Date(ts);
	System.out.println("date=" + date);
	//将long类型转为旧版API中的Calendar对象
	Calendar calendar = Calendar.getInstance();
	calendar.clear();
	calendar.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(zdt.getZone().getId()));
	calendar.setTimeInMillis(zdt.toEpochSecond() * 1000);
	System.out.println("calendar=" + calendar);
    }
}

七. 结语

至此，就把日期的格式化操作给大家讲解完毕了，今天的内容比较多且很实用。接下来就把今日重点给大家总结一下：

  • JDK 8中引入了新的日期和时间API，它们是不变类，默认按ISO 8601标准格式化和解析；
  • 使用LocalDateTime可以非常方便地对日期和时间进行加减、调整日期和时间，且总是返回新对象；
  • 使用isBefore()和isAfter()可以判断日期和时间的先后；
  • 使用Duration和Period可以表示两个日期和时间的“区间间隔”；
  • ZonedDateTime是带时区的日期和时间，可用于时区转换；
  • ZonedDateTime和LocalDateTime可以相互转换；
  • 对ZonedDateTime或LocalDateTime进行格式化，需要使用DateTimeFormatter类；
  • DateTimeFormatter可以通过格式化字符串和Locale对日期和时间进行定制输出；
  • Instant表示高精度时间戳，它可以和ZonedDateTime以及long互相转换；
  • 处理日期和时间时，尽量使用新的java.time包；
  • 新旧两种API之间可以进行转换，旧版转新版可以通过toInstant()方法转换为Instant对象，然后再继续转换为ZonedDateTime；新版转旧版需要借助long型的时间戳做一个“中转”。

以上就是详解Java的日期时间新特性的详细内容，更多关于Java 日期时间新特性的资料请关注脚本之家其它相关文章！

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