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你好，我是A哥(YourBatman)。
成都創(chuàng)新互聯(lián)公司成立以來不斷整合自身及行業(yè)資源、不斷突破觀念以使企業(yè)策略得到完善和成熟，建立了一套“以技術(shù)為基點，以客戶需求中心、市場為導(dǎo)向”的快速反應(yīng)體系。對公司的主營項目，如中高端企業(yè)網(wǎng)站企劃 / 設(shè)計、行業(yè) / 企業(yè)門戶設(shè)計推廣、行業(yè)門戶平臺運營、成都App制作、成都做手機(jī)網(wǎng)站、微信網(wǎng)站制作、軟件開發(fā)、四川服務(wù)器托管等實行標(biāo)準(zhǔn)化操作，讓客戶可以直觀的預(yù)知到從成都創(chuàng)新互聯(lián)公司可以獲得的服務(wù)效果。
本系列的目的是明明白白、徹徹底底的搞定日期/時間處理的幾乎所有case。上篇文章 鋪設(shè)所有涉及到的概念解釋，例如GMT、UTC、夏令時、時間戳等等，若你還沒看過，不僅強(qiáng)烈建議而是強(qiáng)制建議你前往用花5分鐘看一下，因為日期時間處理較為特殊，實戰(zhàn)必須基于對概念的了解，否則很可能依舊霧里看花。
- 說明：日期/時間的處理是日常開發(fā)非常常見的老大難，究其原因就是對日期時間的相關(guān)概念、應(yīng)用場景不熟悉，所以不要忽視它上篇概念，本文落地實操，二者相輔相成，缺一不可。本文內(nèi)容較多，文字較長，預(yù)計超2w字，旨在全面的徹底幫你搞定Java對日期時間的處理，建議你可收藏，作為參考書留以備用。
本文提綱
版本約定
JDK：8
正文
上文鋪了這么多概念，作為一枚Javaer最關(guān)心當(dāng)然是這些“概念”在Java里的落地。平時工作中遇到時間如何處理?用Date還是JDK 8之后的日期時間API?如何解決跨時區(qū)轉(zhuǎn)換等等頭大問題。A哥向來管生管養(yǎng)，管殺管埋，因此本文就帶你領(lǐng)略一下，Java是如何實現(xiàn)GMT和UTC的?
眾所周知，JDK以版本8為界，有兩套處理日期/時間的API：
雖然我一直鼓勵棄用Date而支持在項目中只使用JSR 310日期時間類型，但是呢，由于Date依舊有龐大的存量用戶，所以本文也不落單，對二者的實現(xiàn)均進(jìn)行闡述。
Date類型實現(xiàn)
java.util.Date在JDK 1.0就已存在，用于表示日期 + 時間的類型，縱使年代已非常久遠(yuǎn)，并且此類的具有職責(zé)不單一，使用很不方便等諸多毛病，但由于十幾二十年的歷史原因存在，它的生命力依舊頑強(qiáng)，用戶量巨大。
先來認(rèn)識下Date，看下這個例子的輸出：
- @Test
- public void test1() {
- Date currDate = new Date();
- System.out.println(currDate.toString());
- // 已經(jīng)@Deprecated
- System.out.println(currDate.toLocaleString());
- // 已經(jīng)@Deprecated
- System.out.println(currDate.toGMTString());
- }
運行程序，輸出：
- Fri Jan 15 10:22:34 CST 2021
- 2021-1-15 10:22:34
- 15 Jan 2021 02:22:34 GMT
第一個：標(biāo)準(zhǔn)的UTC時間(CST就代表了偏移量 +0800)第二個：本地時間，根據(jù)本地時區(qū)顯示的時間格式 第三個：GTM時間，也就是格林威治這個時候的時間，可以看到它是凌晨2點(北京時間是上午10點哦)
第二個、第三個其實在JDK 1.1就都標(biāo)記為@Deprecated過期了，基本禁止再使用。若需要轉(zhuǎn)換為本地時間 or GTM時間輸出的話，請使用格式化器java.text.DateFormat去處理。
時區(qū)/偏移量TimeZone
在JDK8之前，Java對時區(qū)和偏移量都是使用java.util.TimeZone來表示的。
一般情況下，使用靜態(tài)方法TimeZone#getDefault()即可獲得當(dāng)前JVM所運行的時區(qū)，比如你在中國運行程序，這個方法返回的就是中國時區(qū)(也叫北京時區(qū)、北京時間)。
有的時候你需要做帶時區(qū)的時間轉(zhuǎn)換，譬如：接口返回值中既要有展示北京時間，也要展示紐約時間。這個時候就要獲取到紐約的時區(qū)，以北京時間為基準(zhǔn)在其上進(jìn)行帶時區(qū)轉(zhuǎn)換一把：
- @Test
- public void test2() {
- String patternStr = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
- // 北京時間（new出來就是默認(rèn)時區(qū)的時間）
- Date bjDate = new Date();
- // 得到紐約的時區(qū)
- TimeZone newYorkTimeZone = TimeZone.getTimeZone("America/New_York");
- // 根據(jù)此時區(qū) 將北京時間轉(zhuǎn)換為紐約的Date
- DateFormat newYorkDateFormat = new SimpleDateFormat(patternStr);
- newYorkDateFormat.setTimeZone(newYorkTimeZone);
- System.out.println("這是北京時間：" + new SimpleDateFormat(patternStr).format(bjDate));
- System.out.println("這是紐約時間：" + newYorkDateFormat.format(bjDate));
- }
運行程序，輸出：
- 這是北京時間：2021-01-15 11:48:16
- 這是紐約時間：2021-01-14 22:48:16
(11 + 24) - 22 = 13，北京比紐約快13個小時沒毛病。
- 注意：兩個時間表示的應(yīng)該是同一時刻，也就是常說的時間戳值是相等的那么問題來了，你怎么知道獲取紐約的時區(qū)用America/New_York這個zoneId呢?隨便寫個字符串行不行?
答案是當(dāng)然不行，這是有章可循的。下面我介紹兩種查閱zoneId的方式，任你挑選：
方式一：用Java程序把所有可用的zoneId打印出來，然后查閱
- @Test
- public void test3() {
- String[] availableIDs = TimeZone.getAvailableIDs();
- System.out.println("可用zoneId總數(shù)：" + availableIDs.length);
- for (String zoneId : availableIDs) {
- System.out.println(zoneId);
- }
- }
運行程序，輸出(大部分符合規(guī)律：/前表示所屬州，/表示城市名稱)：
- 可用zoneId總數(shù)：628
- Africa/Abidjan
- Africa/Accra
- ...
- Asia/Chongqing // 亞洲/重慶
- Asia/Shanghai // 亞洲/上海
- Asia/Dubai // 亞洲/迪拜
- ...
- America/New_York // 美洲/紐約
- America/Los_Angeles // 美洲/洛杉磯
- ...
- Europe/London // 歐洲/倫敦
- ...
- Etc/GMT
- Etc/GMT+0
- Etc/GMT+1
- ...
值得注意的是并沒有 Asia/Beijing 哦。
- 說明：此結(jié)果基于JDK 8版本，不同版本輸出的總個數(shù)可能存在差異，但主流的ZoneId一般不會有變化
方式二：zoneId的列表是jre維護(hù)的一個文本文件，路徑是你JDK/JRE的安裝路徑。地址在.\jre\lib目錄的名為tzmappings的文本文件里。打開這個文件去ctrl + f找也是可以達(dá)到查找的目的的。
這兩種房子可以幫你找到ZoneId的字典方便查閱，但是還有這么一種情況：當(dāng)前所在的城市呢，在tzmappings文件里根本沒有(比如沒有收錄)，那要獲取這個地方的時間去顯示怎么破呢?雖然概率很小，但不見得沒有嘛，畢竟全球那么多國家那么多城市呢~
Java自然也考慮到了這一點，因此也是有辦法的：指定其時區(qū)數(shù)字表示形式，其實也叫偏移量(不要告訴我這個地方的時區(qū)都不知道，那就真沒救了)，如下示例
- @Test
- public void test4() {
- System.out.println(TimeZone.getTimeZone("GMT+08:00").getID());
- System.out.println(TimeZone.getDefault().getID());
- // 紐約時間
- System.out.println(TimeZone.getTimeZone("GMT-05:00").getID());
- System.out.println(TimeZone.getTimeZone("America/New_York").getID());
- }
運行程序，輸出：
- GMT+08:00 // 效果等同于Asia/Shanghai
- Asia/Shanghai
- GMT-05:00 // 效果等同于America/New_York
- America/New_York
值得注意的是，這里只能用GMT+08:00，而不能用UTC+08:00，原因下文有解釋。
設(shè)置默認(rèn)時區(qū)
一般來說，JVM在哪里跑，默認(rèn)時區(qū)就是哪。對于國內(nèi)程序員來講，一般只會接觸到東八區(qū)，也就是北京時間(本地時間)。隨著國際合作越來越密切，很多時候需要日期時間國際化處理，舉個很實際的例子：同一份應(yīng)用在阿里云部署、在AWS(海外)上也部署一份供海外用戶使用，此時同一份代碼部署在不同的時區(qū)了，怎么破?
倘若時區(qū)不同，那么勢必影響到程序的運行結(jié)果，很容易帶來計算邏輯的錯誤，很可能就亂套了。Java讓我們有多種方式可以手動設(shè)置/修改默認(rèn)時區(qū)：
- API方式：強(qiáng)制將時區(qū)設(shè)為北京時區(qū)TimeZone.setDefault(TimeZone.getDefault().getTimeZone("GMT+8"));
- JVM參數(shù)方式：-Duser.timezone=GMT+8
- 運維設(shè)置方式：將操作系統(tǒng)主機(jī)時區(qū)設(shè)置為北京時區(qū)，這是推薦方式，可以完全對開發(fā)者無感，也方便了運維統(tǒng)一管理
據(jù)我了解，很多公司在阿里云、騰訊云、國內(nèi)外的云主機(jī)上部署應(yīng)用時，全部都是采用運維設(shè)置統(tǒng)一時區(qū)：中國時區(qū)，這種方式來管理的，這樣對程序來說就消除了默認(rèn)時區(qū)不一致的問題，對開發(fā)者友好。
讓人惱火的夏令時
你知道嗎，中國曾經(jīng)也使用過夏令時。
- 什么是夏令時?戳這里
離現(xiàn)在最近是1986年至1991年用過夏令時(每年4月中旬的第一個周日2時 - 9月中旬的第一個星期日2時止)：1986年5月4日至9月14日1987年4月12日至9月13日1988年4月10日至9月11日1989年4月16日至9月17日1990年4月15日至9月16日1991年4月14日至9月15日
夏令時是一個“非常煩人”的東西，大大的增加了日期時間處理的復(fù)雜度。比如這個靈魂拷問：若你的出生日期是1988-09-11 00:00:00(夏令時最后一天)且存進(jìn)了數(shù)據(jù)庫，想一想，對此日期的格式化有沒有可能就會出問題呢，有沒有可能被你格式化成1988-09-10 23:00:00呢?
針對此拷問，我模擬了如下代碼：
- @Test
- public void test5() throws ParseException {
- String patterStr = "yyyy-MM-dd";
- DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(patterStr);
- String birthdayStr = "1988-09-11";
- // 字符串 -> Date -> 字符串
- Date birthday = dateFormat.parse(birthdayStr);
- long birthdayTimestamp = birthday.getTime();
- System.out.println("老王的生日是：" + birthday);
- System.out.println("老王的生日的時間戳是：" + birthdayTimestamp);
- System.out.println("==============程序經(jīng)過一番周轉(zhuǎn)，我的同時 方法入?yún)鱽砹松盏臅r間戳=============");
- // 字符串 -> Date -> 時間戳 -> Date -> 字符串
- birthday = new Date(birthdayTimestamp);
- System.out.println("老王的生日是：" + birthday);
- System.out.println("老王的生日的時間戳是：" + dateFormat.format(birthday));
- }
這段代碼，在不同的JDK版本下運行，可能出現(xiàn)不同的結(jié)果，有興趣的可copy過去自行試試。
關(guān)于JDK處理夏令時(特指中國的夏令時)確實出現(xiàn)過問題且造成過bug，當(dāng)時對應(yīng)的JDK版本是1.8.0_2xx之前版本格式化那個日期出問題了，在這之后的版本貌似就沒問題了。這里我提供的版本信息僅供參考，若有遇到類似case就升級JDK版本到最新吧，一般就不會有問題了。
- 發(fā)生這個情況是在JDK非常小的版本號之間，不太好定位精確版本號界限，所以僅供參考
總的來說，只要你使用的是較新版本的JDK，開發(fā)者是無需關(guān)心夏令時問題的，即使全球仍有很多國家在使用夏令時，咱們只需要面向時區(qū)做時間轉(zhuǎn)換就沒問題。
Date時區(qū)無關(guān)性
類Date表示一個特定的時間瞬間，精度為毫秒。既然表示的是瞬間/時刻，那它必然和時區(qū)是無關(guān)的，看下面代碼：
- @Test
- public void test6() {
- String patterStr = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
- Date currDate = new Date(System.currentTimeMillis());
- // 北京時區(qū)
- DateFormat bjDateFormat = new SimpleDateFormat(patterStr);
- bjDateFormat.setTimeZone(TimeZone.getDefault());
- // 紐約時區(qū)
- DateFormat newYorkDateFormat = new SimpleDateFormat(patterStr);
- newYorkDateFormat.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("America/New_York"));
- // 倫敦時區(qū)
- DateFormat londonDateFormat = new SimpleDateFormat(patterStr);
- londonDateFormat.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Europe/London"));
- System.out.println("毫秒數(shù):" + currDate.getTime() + ", 北京本地時間:" + bjDateFormat.format(currDate));
- System.out.println("毫秒數(shù):" + currDate.getTime() + ", 紐約本地時間:" + newYorkDateFormat.format(currDate));
- System.out.println("毫秒數(shù):" + currDate.getTime() + ", 倫敦本地時間:" + londonDateFormat.format(currDate));
- }
運行程序，輸出：
- 毫秒數(shù):1610696040244, 北京本地時間:2021-01-15 15:34:00
- 毫秒數(shù):1610696040244, 紐約本地時間:2021-01-15 02:34:00
- 毫秒數(shù):1610696040244, 倫敦本地時間:2021-01-15 07:34:00
也就是說，同一個毫秒值，根據(jù)時區(qū)/偏移量的不同可以展示多地的時間，這就證明了Date它的時區(qū)無關(guān)性。
確切的說：Date對象里存的是自格林威治時間( GMT)1970年1月1日0點至Date所表示時刻所經(jīng)過的毫秒數(shù)，是個數(shù)值。
讀取字符串為Date類型
這是開發(fā)中極其常見的一種需求：client請求方扔給你一個字符串如"2021-01-15 18:00:00"，然后你需要把它轉(zhuǎn)為Date類型，怎么破?
問題來了，光禿禿的扔給我個字符串說是15號晚上6點時間，我咋知道你指的是北京的晚上6點，還是東京的晚上6點呢?還是紐約的晚上6點呢?
因此，對于字符串形式的日期時間，只有指定了時區(qū)才有意義。也就是說字符串 + 時區(qū) 才能精確知道它是什么時刻，否則是存在歧義的。
也許你可能會說了，自己平時開發(fā)中前端就是扔個字符串給我，然后我就給格式化為一個Date類型，并沒有傳入時區(qū)參數(shù)，運行這么久也沒見出什么問題呀。如下所示：
- @Test
- public void test7() throws ParseException {
- String patterStr = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
- // 模擬請求參數(shù)的時間字符串
- String dateStrParam = "2020-01-15 18:00:00";
- // 模擬服務(wù)端對此服務(wù)換轉(zhuǎn)換為Date類型
- DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(patterStr);
- System.out.println("格式化器用的時區(qū)是：" + dateFormat.getTimeZone().getID());
- Date date = dateFormat.parse(dateStrParam);
- System.out.println(date);
- }
運行程序，輸出：
- 格式化器用的時區(qū)是：Asia/Shanghai
- Wed Jan 15 18:00:00 CST 2020
看起來結(jié)果沒問題。事實上，這是因為默認(rèn)情況下你們交互雙發(fā)就達(dá)成了契約：雙方均使用的是北京時間(時區(qū))，既然是相同時區(qū)，所以互通有無不會有任何問題。不信你把你接口給海外用戶調(diào)試試?
對于格式化器來講，雖然說編程過程中一般情況下我們并不需要給DateFormat設(shè)置時區(qū)(那就用默認(rèn)時區(qū)唄)就可正常轉(zhuǎn)換。但是作為高手的你必須清清楚楚，明明白白的知道這是由于交互雙發(fā)默認(rèn)有個相同時區(qū)的契約存在。
SimpleDateFormat格式化
Java中對Date類型的輸入輸出/格式化，推薦使用DateFormat而非用其toString()方法。
DateFormat是一個時間格式化器抽象類，SimpleDateFormat是其具體實現(xiàn)類，用于以語言環(huán)境敏感的方式格式化和解析日期。它允許格式化(日期→文本)、解析(文本→日期)和規(guī)范化。
- 劃重點：對語言環(huán)境敏感，也就是說對環(huán)境Locale、時區(qū)TimeZone都是敏感的。既然敏感，那就是可定制的
對于一個格式化器來講，模式(模版)是其關(guān)鍵因素，了解一下：
日期/時間模式：格式化的模式由指定的字符串組成，未加引號的大寫/小寫字母(A-Z a-z)代表特定模式，用來表示模式含義，若想原樣輸出可以用單引號''包起來，除了英文字母其它均不解釋原樣輸出/匹配。下面是它規(guī)定的模式字母(其它字母原樣輸出)：
這個表格里出現(xiàn)了一些“特殊”的匹配類型，做如下解釋：
Text：格式化(Date -> String)，如果模式字母的數(shù)目是4個或更多，則使用完整形式;否則，如果可能的話，使用簡短或縮寫形式。對于解析(String -> Date)，這兩種形式都一樣，與模式字母的數(shù)量無關(guān)
- @Test
- public void test9() throws ParseException {
- String patternStr = "G GG GGGGG E EE EEEEE a aa aaaaa";
- Date currDate = new Date();
- System.out.println("↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓中文地區(qū)模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓");
- System.out.println("====================Date->String====================");
- DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(patternStr, Locale.CHINA);
- System.out.println(dateFormat.format(currDate));
- System.out.println("====================String->Date====================");
- String dateStrParam = "公元 公元 公元 星期六 星期六 星期六 下午 下午 下午";
- System.out.println(dateFormat.parse(dateStrParam));
- System.out.println("↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓英文地區(qū)模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓");
- System.out.println("====================Date->String====================");
- dateFormat = new SimpleDateFormat(patternStr, Locale.US);
- System.out.println(dateFormat.format(currDate));
- System.out.println("====================String->Date====================");
- dateStrParam = "AD ad bC Sat SatUrday sunDay PM PM Am";
- System.out.println(dateFormat.parse(dateStrParam));
- }
運行程序，輸出：
- ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓中文地區(qū)模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
- ====================Date->String====================
- 公元 公元 公元 星期六 星期六 星期六 下午 下午 下午
- ====================String->Date====================
- Sat Jan 03 12:00:00 CST 1970
- ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓英文地區(qū)模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
- ====================Date->String====================
- AD AD AD Sat Sat Saturday PM PM PM
- ====================String->Date====================
- Sun Jan 01 00:00:00 CST 1970
觀察打印結(jié)果，除了符合模式規(guī)則外，還能在String -> Date解析時總結(jié)出兩點結(jié)論：
- 英文單詞，不分區(qū)大小寫。如SatUrday sunDay都是沒問題，但是不能有拼寫錯誤
- 若有多個part表示一個意思，那么last win。如Sat SatUrday sunDay最后一個生效
對于Locale地域參數(shù)，因為中文不存在格式、縮寫方面的特性，因此這些規(guī)則只對英文地域(如Locale.US生效)
- Number：格式化(Date -> String)，模式字母的數(shù)量是數(shù)字的【最小】數(shù)量，較短的數(shù)字被零填充到這個數(shù)量。對于解析(String -> Date)，模式字母的數(shù)量將被忽略，除非需要分隔兩個相鄰的字段
- Year：對于格式化和解析，如果模式字母的數(shù)量是4個或更多，則使用特定于日歷的長格式。否則，使用日歷特定的簡短或縮寫形式
- Month：如果模式字母的數(shù)量是3個或更多，則被解釋為文本;否則，它將被解釋為一個數(shù)字。
- 通用時區(qū)：如果該時區(qū)有名稱，如Pacific Standard Time、PST、CST等那就用名稱，否則就用GMT規(guī)則的字符串，如：GMT-08:00
- RFC 822時區(qū)：遵循RFC 822格式，向下兼容通用時區(qū)(名稱部分除外)
- ISO 8601時區(qū)：對于格式化，如果與GMT的偏移值為0(也就是格林威治時間嘍)，則生成“Z”;如果模式字母的數(shù)量為1，則忽略小時的任何分?jǐn)?shù)。例如，如果模式是“X”，時區(qū)是“GMT+05:30”，則生成“+05”。在進(jìn)行解析時，“Z”被解析為UTC時區(qū)指示符。一般時區(qū)不被接受。如果模式字母的數(shù)量是4個或更多，在構(gòu)造SimpleDateFormat或應(yīng)用模式時拋出IllegalArgumentException。
這個規(guī)則理解起來還是比較費勁的，在開發(fā)中一般不太建議使用此種模式。若要使用請務(wù)必本地做好測試
SimpleDateFormat的使用很簡單，重點是了解其規(guī)則模式。最后關(guān)于SimpleDateFormat的使用再強(qiáng)調(diào)這兩點哈：
- SimpleDateFormat并非線程安全類，使用時請務(wù)必注意并發(fā)安全問題
- 若使用SimpleDateFormat去格式化成非本地區(qū)域(默認(rèn)Locale)的話，那就必須在構(gòu)造的時候就指定好，如Locale.US
- 對于Date類型的任何格式化、解析請統(tǒng)一使用SimpleDateFormat
JSR 310類型
曾經(jīng)有個人做了個很有意思的投票，統(tǒng)計對Java API的不滿意程度。最終Java Date/Calendar API斬獲第二爛(第一爛是Java XML/DOM)，體現(xiàn)出它爛的點較多，這里給你例舉幾項：
定義并不一致，在java.util和java.sql包中竟然都有Date類，而且呢對它進(jìn)行格式化/解析類竟然又跑到j(luò)ava.text去了，精神分裂啊
java.util.Date等類在建模日期的設(shè)計上行為不一致，缺陷明顯。包括易變性、糟糕的偏移值、默認(rèn)值、命名等等
java.util.Date同時包含日期和時間，而其子類java.sql.Date卻僅包含日期，這是什么神繼承?
- @Test
- public void test10() {
- long currMillis = System.currentTimeMillis();
- java.util.Date date = new Date(currMillis);
- java.sql.Date sqlDate = new java.sql.Date(currMillis);
- java.sql.Time time = new Time(currMillis);
- java.sql.Timestamp timestamp = new Timestamp(currMillis);
- System.out.println("java.util.Date：" + date);
- System.out.println("java.sql.Date：" + sqlDate);
- System.out.println("java.sql.Time：" + time);
- System.out.println("java.sql.Timestamp：" + timestamp);
- }
運行程序，輸出：
- java.util.Date：Sat Jan 16 21:50:36 CST 2021
- java.sql.Date：2021-01-16
- java.sql.Time：21:50:36
- java.sql.Timestamp：2021-01-16 21:50:36.733
- 國際化支持得并不是好，比如跨時區(qū)操作、夏令時等等
Java 自己也實在忍不了這么難用的日期時間API了，于是在2014年隨著Java 8的發(fā)布引入了全新的JSR 310日期時間。JSR-310源于精品時間庫joda-time打造，解決了上面提到的所有問題，是整個Java 8最大亮點之一。
JSR 310日期/時間 所有的 API都在java.time這個包內(nèi)，沒有例外。
當(dāng)然嘍，本文重點并不在于討論JSR 310日期/時間體系，而是看看JSR 310日期時間類型是如何處理上面Date類型遇到的那些case的。
時區(qū)/偏移量ZoneId
在JDK 8之前，Java使用java.util.TimeZone來表示時區(qū)。而在JDK 8里分別使用了ZoneId表示時區(qū)，ZoneOffset表示UTC的偏移量。
值得提前強(qiáng)調(diào)，時區(qū)和偏移量在概念和實際作用上是有較大區(qū)別的，主要體現(xiàn)在：
- UTC偏移量僅僅記錄了偏移的小時分鐘而已，除此之外無任何其它信息。舉個例子：+08:00的意思是比UTC時間早8小時，沒有地理/時區(qū)含義，相應(yīng)的-03:30代表的意思僅僅是比UTC時間晚3個半小時
- 時區(qū)是特定于地區(qū)而言的，它和地理上的地區(qū)(包括規(guī)則)強(qiáng)綁定在一起。比如整個中國都叫東八區(qū)，紐約在西五區(qū)等等
- 中國沒有夏令時，所有東八區(qū)對應(yīng)的偏移量永遠(yuǎn)是+8;紐約有夏令時，因此它的偏移量可能是-4也可能是-5哦
綜合來看，時區(qū)更好用。令人惱火的夏令時問題，若你使用UTC偏移量去表示那么就很麻煩，因為它可變：一年內(nèi)的某些時期在原來基礎(chǔ)上偏移量 +1，某些時期 -1;但若你使用ZoneId時區(qū)去表示就很方便嘍，比如紐約是西五區(qū)，你在任何時候獲取其當(dāng)?shù)貢r間都是能得到正確答案的，因為它內(nèi)置了對夏令時規(guī)則的處理，也就是說啥時候+1啥時候-1時區(qū)自己門清，不需要API調(diào)用者關(guān)心。
UTC偏移量更像是一種寫死偏移量數(shù)值的做法，這在天朝這種沒有時區(qū)規(guī)則(沒有夏令時)的國家不會存在問題，東八區(qū)和UTC+08:00效果永遠(yuǎn)一樣。但在一些夏令時國家(如美國、法國等等)，就只能根據(jù)時區(qū)去獲取當(dāng)?shù)貢r間嘍。所以當(dāng)你不了解當(dāng)?shù)匾?guī)則時，最好是使用時區(qū)而非偏移量。
ZoneId
它代表一個時區(qū)的ID，如Europe/Paris。它規(guī)定了一些規(guī)則可用于將一個Instant時間戳轉(zhuǎn)換為本地日期/時間LocalDateTime。
上面說了時區(qū)ZoneId是包含有規(guī)則的，實際上描述偏移量何時以及如何變化的實際規(guī)則由java.time.zone.ZoneRules定義。ZoneId則只是一個用于獲取底層規(guī)則的ID。之所以采用這種方法，是因為規(guī)則是由政府定義的，并且經(jīng)常變化，而ID是穩(wěn)定的。
對于API調(diào)用者來說只需要使用這個ID(也就是ZoneId)即可，而無需關(guān)心更為底層的時區(qū)規(guī)則ZoneRules，和“政府”同步規(guī)則的事是它領(lǐng)域內(nèi)的事就交給它嘍。如：夏令時這條規(guī)則是由各國政府制定的，而且不同國家不同年一般都不一樣，這個事就交由JDK底層的ZoneRules機(jī)制自行sync，使用者無需關(guān)心。
ZoneId在系統(tǒng)內(nèi)是唯一的，它共包含三種類型的ID：
- 最簡單的ID類型：ZoneOffset，它由'Z'和以'+'或'-'開頭的id組成。如：Z、+18:00、-18:00
- 另一種類型的ID是帶有某種前綴形式的偏移樣式ID，例如'GMT+2'或'UTC+01:00'?？勺R別的(合法的)前綴是'UTC'， 'GMT'和'UT'
- 第三種類型是基于區(qū)域的ID(推薦使用)?；趨^(qū)域的ID必須包含兩個或多個字符，且不能以'UTC'、'GMT'、'UT' '+'或'-'開頭?；趨^(qū)域的id由配置定義好的，如Europe/Paris
概念說了一大推，下面給幾個代碼示例感受下吧。
1、獲取系統(tǒng)默認(rèn)的ZoneId：
- @Test
- public void test1() {
- // JDK 1.8之前做法
- System.out.println(TimeZone.getDefault());
- // JDK 1.8之后做法
- System.out.println(ZoneId.systemDefault());
- }
- 輸出：
- Asia/Shanghai
- sun.util.calendar.ZoneInfo[id="Asia/Shanghai",offset=28800000,dstSavings=0,useDaylight=false,transitions=29,lastRule=null]
二者結(jié)果是一樣的，都是Asia/Shanghai。因為ZoneId方法底層就是依賴TimeZone，如圖：
2、指定字符串得到一個ZoneId：
- @Test
- public void test2() {
- System.out.println(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
- // 報錯：java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: Asia/xxx
- System.out.println(ZoneId.of("Asia/xxx"));
- }
很明顯，這個字符串也是不能隨便寫的。那么問題來了，可寫的有哪些呢?同樣的ZoneId提供了API供你獲取到所有可用的字符串id，有興趣的同學(xué)建議自行嘗試：
- @Test
- public void test3() {
- ZoneId.getAvailableZoneIds();
- }
3、根據(jù)偏移量得到一個ZoneId：
- @Test
- public void test4() {
- ZoneId zoneId = ZoneId.ofOffset("UTC", ZoneOffset.of("+8"));
- System.out.println(zoneId);
- // 必須是大寫的Z
- zoneId = ZoneId.ofOffset("UTC", ZoneOffset.of("Z"));
- System.out.println(zoneId);
- }
- 輸出：
- UTC+08:00
- UTC
這里第一個參數(shù)傳的前綴，可用值為："GMT", "UTC", or "UT"。當(dāng)然還可以傳空串，那就直接返回第二個參數(shù)ZoneOffset。若以上都不是就報錯
注意：根據(jù)偏移量得到的ZoneId內(nèi)部并無現(xiàn)成時區(qū)規(guī)則可用，因此對于有夏令營的國家轉(zhuǎn)換可能出問題，一般不建議這么去做。
4、從日期里面獲得時區(qū)：
- @Test
- public void test5() {
- System.out.println(ZoneId.from(ZonedDateTime.now()));
- System.out.println(ZoneId.from(ZoneOffset.of("+8")));
- // 報錯：java.time.DateTimeException: Unable to obtain ZoneId from TemporalAccessor:
- System.out.println(ZoneId.from(LocalDateTime.now()));
- System.out.println(ZoneId.from(LocalDate.now()));
- }
雖然方法入?yún)⑹荰emporalAccessor，但是只接受帶時區(qū)的類型，LocalXXX是不行的，使用時稍加注意。
ZoneOffset
距離格林威治/UTC的時區(qū)偏移量，例如+02:00。值得注意的是它繼承自ZoneId，所以也可當(dāng)作一個ZoneId來使用的，當(dāng)然并不建議你這么去做，請獨立使用。
時區(qū)偏移量是時區(qū)與格林威治/UTC之間的時間差。這通常是固定的小時數(shù)和分鐘數(shù)。世界不同的地區(qū)有不同的時區(qū)偏移量。在ZoneId類中捕獲關(guān)于偏移量如何隨一年的地點和時間而變化的規(guī)則(主要是夏令時規(guī)則)，所以繼承自ZoneId。
1、最小/最大偏移量：因為偏移量傳入的是數(shù)字，這個是有限制的哦
- @Test
- public void test6() {
- System.out.println("最小偏移量：" + ZoneOffset.MIN);
- System.out.println("最小偏移量：" + ZoneOffset.MAX);
- System.out.println("中心偏移量：" + ZoneOffset.UTC);
- // 超出最大范圍
- System.out.println(ZoneOffset.of("+20"));
- }
- 輸出：
- 最小偏移量：-18:00
- 最小偏移量：+18:00
- 中心偏移量：Z
- java.time.DateTimeException: Zone offset hours not in valid range: value 20 is not in the range -18 to 18
2、通過時分秒構(gòu)造偏移量(使用很方便，推薦)：
- @Test
- public void test7() {
- System.out.println(ZoneOffset.ofHours(8));
- System.out.println(ZoneOffset.ofHoursMinutes(8, 8));
- System.out.println(ZoneOffset.ofHoursMinutesSeconds(8, 8, 8));
- System.out.println(ZoneOffset.ofHours(-5));
- // 指定一個精確的秒數(shù) 獲取實例（有時候也很有用處）
- System.out.println(ZoneOffset.ofTotalSeconds(8 * 60 * 60));
- }
- // 輸出：
- +08:00
- +08:08
- +08:08:08
- -05:00
- +08:00
看來，偏移量是能精確到秒的哈，只不過一般來說精確到分鐘已經(jīng)到頂了。
設(shè)置默認(rèn)時區(qū)
ZoneId并沒有提供設(shè)置默認(rèn)時區(qū)的方法，但是通過文章可知ZoneId獲取默認(rèn)時區(qū)底層依賴的是TimeZone.getDefault()方法，因此設(shè)置默認(rèn)時區(qū)方式完全遵照TimeZone的方式即可(共三種方式，還記得嗎?)。
讓人惱火的夏令時
因為有夏令時規(guī)則的存在，讓操作日期/時間的復(fù)雜度大大增加。但還好JDK盡量的屏蔽了這些規(guī)則對使用者的影響。因此：推薦使用時區(qū)(ZoneId)轉(zhuǎn)換日期/時間，一般情況下不建議使用偏移量ZoneOffset去搞，這樣就不會有夏令時的煩惱啦。
JSR 310時區(qū)相關(guān)性
java.util.Date類型它具有時區(qū)無關(guān)性，帶來的弊端就是一旦涉及到國際化時間轉(zhuǎn)換等需求時，使用Date來處理是很不方便的。
JSR 310解決了Date存在的一系列問題：對日期、時間進(jìn)行了分開表示(LocalDate、LocalTime、LocalDateTime)，對本地時間和帶時區(qū)的時間進(jìn)行了分開管理。LocalXXX表示本地時間，也就是說是當(dāng)前JVM所在時區(qū)的時間;ZonedXXX表示是一個帶有時區(qū)的日期時間，它們能非常方便的互相完成轉(zhuǎn)換。
- @Test
- public void test8() {
- // 本地日期/時間
- System.out.println("================本地時間================");
- System.out.println(LocalDate.now());
- System.out.println(LocalTime.now());
- System.out.println(LocalDateTime.now());
- // 時區(qū)時間
- System.out.println("================帶時區(qū)的時間ZonedDateTime================");
- System.out.println(ZonedDateTime.now()); // 使用系統(tǒng)時區(qū)
- System.out.println(ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"))); // 自己指定時區(qū)
- System.out.println(ZonedDateTime.now(Clock.systemUTC())); // 自己指定時區(qū)
- System.out.println("================帶時區(qū)的時間OffsetDateTime================");
- System.out.println(OffsetDateTime.now()); // 使用系統(tǒng)時區(qū)
- System.out.println(OffsetDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"))); // 自己指定時區(qū)
- System.out.println(OffsetDateTime.now(Clock.systemUTC())); // 自己指定時區(qū)
- }
運行程序，輸出：
- ================本地時間================
- 2021-01-17
- 09:18:40.703
- 2021-01-17T09:18:40.703
- ================帶時區(qū)的時間ZonedDateTime================
- 2021-01-17T09:18:40.704+08:00[Asia/Shanghai]
- 2021-01-16T20:18:40.706-05:00[America/New_York]
- 2021-01-17T01:18:40.709Z
- ================帶時區(qū)的時間OffsetDateTime================
- 2021-01-17T09:18:40.710+08:00
- 2021-01-16T20:18:40.710-05:00
- 2021-01-17T01:18:40.710Z
本地時間的輸出非?！案蓛簟?，可直接用于顯示。帶時區(qū)的時間顯示了該時間代表的是哪個時區(qū)的時間，畢竟不指定時區(qū)的時間是沒有任何意義的。LocalXXX因為它具有時區(qū)無關(guān)性，因此它不能代表一個瞬間/時刻。
另外，關(guān)于LocalDateTime、OffsetDateTime、ZonedDateTime三者的跨時區(qū)轉(zhuǎn)換問題，以及它們的詳解，因為內(nèi)容過多放在了下文專文闡述，保持關(guān)注。
讀取字符串為JSR 310類型
一個獨立的日期時間類型字符串如2021-05-05T18:00-04:00它是沒有任何意義的，因為沒有時區(qū)無法確定它代表那個瞬間，這是理論當(dāng)然也適合JSR 310類型嘍。
遇到一個日期時間格式字符串，要解析它一般有這兩種情況：
1.不帶時區(qū)/偏移量的字符串：要么不理它說轉(zhuǎn)換不了，要么就約定一個時區(qū)(一般用系統(tǒng)默認(rèn)時區(qū))，使用LocalDateTime來解析
- @Test
- public void test11() {
- String dateTimeStrParam = "2021-05-05T18:00";
- LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.parse(dateTimeStrParam);
- System.out.println("解析后：" + localDateTime);
- }
- 輸出：
- 解析后：2021-05-05T18:00
2.帶時區(qū)字/偏移量的符串：
- @Test
- public void test12() {
- // 帶偏移量 使用OffsetDateTime
- String dateTimeStrParam = "2021-05-05T18:00-04:00";
- OffsetDateTime offsetDateTime = OffsetDateTime.parse(dateTimeStrParam);
- System.out.println("帶偏移量解析后：" + offsetDateTime);
- // 帶時區(qū) 使用ZonedDateTime
- dateTimeStrParam = "2021-05-05T18:00-05:00[America/New_York]";
- ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.parse(dateTimeStrParam);
- System.out.println("帶時區(qū)解析后：" + zonedDateTime);
- }
- 輸出：
- 帶偏移量解析后：2021-05-05T18:00-04:00
- 帶時區(qū)解析后：2021-05-05T18:00-04:00[America/New_York]
請注意帶時區(qū)解析后這個結(jié)果：字符串參數(shù)偏移量明明是-05，為毛轉(zhuǎn)換為ZonedDateTime后偏移量成為了-04呢???
這里是我故意造了這么一個case引起你的重視，對此結(jié)果我做如下解釋：
如圖，在2021.03.14 - 2021.11.07期間，紐約的偏移量是-4，其余時候是-5。本例的日期是2021-05-05處在夏令時之中，因此偏移量是-4，這就解釋了為何你顯示的寫了-5最終還是成了-4。
JSR 310格式化
針對JSR 310日期時間類型的格式化/解析，有個專門的類java.time.format.DateTimeFormatter用于處理。
DateTimeFormatter也是一個不可變的類，所以是線程安全的，比SimpleDateFormat靠譜多了吧。另外它還內(nèi)置了非常多的格式化模版實例供以使用，形如：
- @Test
- public void test13() {
- System.out.println(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE.format(LocalDate.now()));
- System.out.println(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_TIME.format(LocalTime.now()));
- System.out.println(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME.format(LocalDateTime.now()));
- }
- 輸出：
- 2021-01-17
- 22:43:21.398
- 2021-01-17T22:43:21.4
若想自定義模式pattern，和Date一樣它也可以自己指定任意的pattern 日期/時間模式。由于本文在Date部分詳細(xì)介紹了日期/時間模式，各個字母代表什么意思以及如何使用，這里就不再贅述了哈。
- 雖然DateTimeFormatter支持的模式比Date略有增加，但大體還保持一致，個人覺得這塊無需再花精力。若真有需要再查官網(wǎng)也不遲
- @Test
- public void test14() {
- DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("第Q季度 yyyy-MM-dd HH:mm:ss", Locale.US);
- // 格式化輸出
- System.out.println(formatter.format(LocalDateTime.now()));
- // 解析
- String dateTimeStrParam = "第1季度 2021-01-17 22:51:32";
- LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.parse(dateTimeStrParam, formatter);
- System.out.println("解析后的結(jié)果：" + localDateTime);
- }
Q/q：季度，如3; 03; Q3; 3rd quarter。
最佳實踐
- 棄用Date，擁抱JSR 310
每每說到JSR 310日期/時間時我都會呼吁，保持慣例我這里繼續(xù)啰嗦一句：放棄Date甚至禁用Date，使用JSR 310日期/時間吧，它才是日期時間處理的最佳實踐。
另外，在使用期間關(guān)于制定時區(qū)(默認(rèn)時區(qū)時)依舊有一套我心目中的最佳實踐存在，這里分享給你：
- 永遠(yuǎn)顯式的指定你需要的時區(qū)，即使你要獲取的是默認(rèn)時區(qū)
- // 方式一：普通做法
- LocalDateTime.now();
- // 方式二：最佳實踐
- LocalDateTime.now(ZoneId.systemDefault());
如上代碼二者效果一模一樣。但是方式二是最佳實踐。
理由是：這樣做能讓代碼帶有明確的意圖，消除模棱兩可的可能性，即使獲取的是默認(rèn)時區(qū)。拿方式一來說吧，它就存在意圖不明確的地方：到底是代碼編寫者忘記指定時區(qū)欠考慮了，還是就想用默認(rèn)時區(qū)呢?這個答案如果不通讀上下文是無法確定的，從而造成了不必要的溝通維護(hù)成本。因此即使你是要獲取默認(rèn)時區(qū)，也請顯示的用ZoneId.systemDefault()寫上去。
- 使用JVM的默認(rèn)時區(qū)需當(dāng)心，建議時區(qū)和當(dāng)前會話保持綁定
這個最佳實踐在特殊場景用得到。這么做的理由是：JVM的默認(rèn)時區(qū)通過靜態(tài)方法TimeZone#setDefault()可全局設(shè)置，因此JVM的任何一個線程都可以隨意更改默認(rèn)時區(qū)。若關(guān)于時間處理的代碼對時區(qū)非常敏感的話，最佳實踐是你把時區(qū)信息和當(dāng)前會話綁定，這樣就可以不用再受到其它線程潛在影響了，確保了健壯性。
說明：會話可能只是當(dāng)前請求，也可能是一個Session，具體case具體分析
總結(jié)
通過上篇文章 對日期時間相關(guān)概念的鋪墊，加上本文的實操代碼演示，達(dá)到弄透Java對日期時間的處理基本不成問題。
兩篇文章的內(nèi)容較多，信息量均比較大，消化起來需要些時間。一方面我建議你先搜藏留以當(dāng)做參考書備用，
文章標(biāo)題：建議收藏：徹底弄透Java處理GMT/UTC日期時間
文章地址：http://m.fisionsoft.com.cn/article/dhsjejo.html
