java中日期和时间相关类(包括java8中新增java.time包)

一.ava8之前的日期时间相关类
1.java8之前所有日期时间相关类图(箭头的意思是:父类—->子类)(具体方法见API)

2.Date类
(1)标准java类库中包含一个Date类,它的对象表示一个特定的瞬间(时刻,时间点),精确到毫秒
(2)Date类中封装了一个long型值,用Date类其实是用这个数字来表示时间,是从:标准纪元1970.1.1的0点开始到某个时刻的毫秒数,类型是long
(3)类内相关方法,有很多遗弃方法转移到了calendar类中,格式转换方法转移到了DateFormat类中

3.DateFormat类(这是抽象类)和SimpleDateFromat类(这是具体的实现类)
(1)作用:按照指定格式,完成字符串和时间对象的相互转换
(2)用法:

• 将时间对象按照格式化字符串,转换成特定格式的字符串

DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");Date d = new Date(111111111L);String str = df.format(d);

• 将特定格式的字符串转换成时间对象

注意:
调用SimpleDateFormat对象的parse()方法时可能会出现转换异常，即ParseException，因此需要进行异常处理
DateFormat类和SimpleDateFormat类都不是线程安全的,使用是要小心

String str = "1995-01-27";DateFormat df2 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");try {    Date d2 = df2.parse(str);} catch (ParseException e) {    e.printStackTrace();}

4.Calendar类(这是抽象类)和GregorianCalendar类(这是具体的实现类)
(1)抽象类Calendar提供了一组方法，允许把以毫秒为单位的时间转换成一些有用的时间组成部分。Calendar 不能直接创建对象，但可以使用静态方法 getInstance() 获得代表当前日期的日历对象
(2)GregorianCalendar提供了世界上大多数地区使用的标准日历系统(正常 Gregorian 公历的实现)
(3)注意:

• 月份:一月是0.二月是1,三月是2……十二月是11
• 星期:周日是1,周一是2,周三是3……周六是7

(4)作用(用来解释和处理Date类):

• 完成时刻(Date类中的那个Long值)与日期间(类似某年某月某日某时某分某秒)的相互转换
• 日期计算

public class TimeTest {    public static void main(String[] args) {        Calendar c = new GregorianCalendar();                //设置具体时间        c.set(1995, 1, 27, 2, 23,15);        //或者使用下面的设置方法        c.set(Calendar.YEAR, 1995);        c.set(Calendar.MONTH, 1);        //或者使用下面的设置方法        c.setTime(new Date());        Date d = c.getTime();    //Calendar和Date的转换        System.out.println(d);        //日期计算        c.add(Calendar.MONTH, 12);        System.out.println(c);    }}

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二.java8新增的java.time包(JSR310 Java Date与Time API)
1.为什么需要新的java日期/时间API(原日期/时间类的缺点)
(1)命名: Java的Date/Calendar类的定义与名称并不一致，Date 不是“日期”，而 Calendar 也不是“日历”,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。
(2)可变性:Date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，但是这三个类中的所有属性都是可变的,是线程不安全的.像这样的类应该是不可变的
(3)偏移性:Date 中的月份与小时都是基于0，月份中的天数则是基于1，而年则是从1900开始的,很混乱
(4)格式化:java.text.DateFormat格式化只对 Date 有用， Calendar 则不行,而且它也是线程不安全的

2.JSR310的优点
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)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ISO的日历上。

3.JSR 310实际上有两个日期概念。第一个是Instant，它大致对应于java.util.Date类，因为它代表了一个确定的时间点，即相对于标准Java纪元（1970年1月1日）的偏移量；但与java.util.Date类不同的是其精确到了纳秒级别。
第二个对应于人类自身的观念，比如LocalDate和LocalTime。他们代表了一般的时区概念，要么是日期（不包含时间），要么是时间（不包含日期），类似于java.sql的表示方式。此外，还有一个MonthDay，它可以存储某人的生日（不包含年份）。每个类都在内部存储正确的数据而不是像java.util.Date那样利用午夜12点来区分日期，利用1970-01-01来表示时间。

4.JSR310 Java Date与Time API由5个包组成
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)java.time.zone包：这个包包含支持不同时区以及相关规则的类。

5.一些常用类的用法(具体还是看API自己动手吧)
(1)Instant—-Instant类是用在机器可读的时间格式上的.表示时间线上的一个瞬间(也就是时间点)。在Java7的date time API中，一个瞬间通常由从1970年1月1日到现在的总毫秒数来表示。在Java8中Instant类代表着时间线上的一个瞬间，这个瞬间由从1970年1月1日到现在的总秒数和总纳秒数来表示。

public class InstantExample {    public static void main(String[] args) {        //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);    }}

输出结果:
Current Timestamp = 2014-04-28T23:20:08.489Z
Specific Time = 2014-04-28T23:20:08.489Z
PT720H

(2)LocalDate—-表示不带时区信息(但可以传入ZoneId来获得指定时区的日期)的日期,默认格式为(yyyy-MM-dd)

public class LocalDateExample {    public static void main(String[] args) {        //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);    }}

输出结果:
Current Date=2014-04-28
Specific Date=2014-01-01
Current Date in IST=2014-04-29
365th day from base date= 1971-01-01
100th day of 2014=2014-04-10

(3)LocalTime—-表示不带时区信息(但可以传入ZoneId来获得指定时区的日期)的时间,默认格式是hh:mm:ss.zzz

public class LocalTimeExample {    public static void main(String[] args) {        //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);    }}

输出结果:
Current Time=15:51:45.240
Specific Time of Day=12:20:25.000000040
Current Time in IST=04:21:45.276
10000th second time= 02:46:40

(4)LocalDateTime—-表示不带时区信息的日期时间。默认格式是yyyy-MM-dd-HH-mm-ss.zzz.这个类只是 LocalDate 和 LocalTime 的简单组合.

public class LocalDateTimeExample {    public static void main(String[] args) {        //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);    }}

输出结果:
Current DateTime=2014-04-28T16:00:49.455
Current DateTime=2014-04-28T16:00:49.493
Specific Date=2014-01-01T10:10:30
Current Date in IST=2014-04-29T04:30:49.493
10000th second time from 01/01/1970= 1970-01-01T02:46:40

(5)TemporalAdjuster—-时间修改器

public class DateAPIUtilities {    public static void main(String[] args) {        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());            }}

输出结果:
Year 2014 is Leap Year? false
Today is before 01/01/2015? true
Current Time=2014-04-28T16:23:53.154
10 days after today will be 2014-05-08
3 weeks after today will be 2014-05-19
20 months after today will be 2015-12-28
10 days before today will be 2014-04-18
3 weeks before today will be 2014-04-07
20 months before today will be 2012-08-28
First date of this month= 2014-04-01
Last date of this year= 2014-12-31
Period Format= P8M3D
Months remaining in the year= 8

(6)ZoneId—-可用来进行Instant和LocalDateTime的互相转换

(7)ZonedDateTime—-表示携带时区信息的日期时间

(8)Duration—-表示以时、分、秒、纳秒为基准的时长(持续时间).例如:12.6秒,22分钟

(9)Period—-表示以年、月、日为基准的时长(持续时间).例如:1年2个月零4天

(10)DateTimeFormatter—-将datetime对象格式化为字符串。比如zonedDateTime或者LocalDateTime

public class DateParseFormatExample {    public static void main(String[] args) {        //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::Apr::2014 21::39::48",                DateTimeFormatter.ofPattern("d::MMM::uuuu HH::mm::ss"));        System.out.println("Default format after parsing = "+dt);    }}

输出结果:
Default format of LocalDate=2014-04-28
28::Apr::2014
20140428
Default format of LocalDateTime=2014-04-28T16:25:49.341
28::Apr::2014 16::25::49
20140428
Default format of Instant=2014-04-28T23:25:49.342Z
Default format after parsing = 2014-04-27T21:39:48

(11)的日期时间支持：旧的日期/时间类已经在几乎所有的应用程序中使用，因此做到向下兼容是必须的。这也是为什么会有若干工具方法帮助我们将旧的类转换为新的类，反之亦然。

public class DateAPILegacySupport {    public static void main(String[] args) {        //Date to Instant        Instant timestamp = new Date().toInstant();        //Now we can convert Instant to LocalDateTime or other similar classes        LocalDateTime date = LocalDateTime.ofInstant(timestamp,                         ZoneId.of(ZoneId.SHORT_IDS.get("PST")));        System.out.println("Date = "+date);        //Calendar to Instant        Instant time = Calendar.getInstance().toInstant();        System.out.println(time);        //TimeZone to ZoneId        ZoneId defaultZone = TimeZone.getDefault().toZoneId();        System.out.println(defaultZone);        //ZonedDateTime from specific Calendar        ZonedDateTime gregorianCalendarDateTime = new GregorianCalendar().toZonedDateTime();        System.out.println(gregorianCalendarDateTime);        //Date API to Legacy classes        Date dt = Date.from(Instant.now());        System.out.println(dt);        TimeZone tz = TimeZone.getTimeZone(defaultZone);        System.out.println(tz);        GregorianCalendar gc = GregorianCalendar.from(gregorianCalendarDateTime);        System.out.println(gc);    }}

输出结果:

Date = 2014-04-28T16:28:54.3402014-04-28T23:28:54.395ZAmerica/Los_Angeles2014-04-28T16:28:54.404-07:00[America/Los_Angeles]Mon Apr 28 16:28:54 PDT 2014sun.util.calendar.ZoneInfo[id="America/Los_Angeles",offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,transitions=185,lastRule=java.util.SimpleTimeZone[id=America/Los_Angeles,offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,startYear=0,startMode=3,startMonth=2,startDay=8,startDayOfWeek=1,startTime=7200000,startTimeMode=0,endMode=3,endMonth=10,endDay=1,endDayOfWeek=1,endTime=7200000,endTimeMode=0]]java.util.GregorianCalendar[time=1398727734404,areFieldsSet=true,areAllFieldsSet=true,lenient=true,zone=sun.util.calendar.ZoneInfo[id="America/Los_Angeles",offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,transitions=185,lastRule=java.util.SimpleTimeZone[id=America/Los_Angeles,offset=-28800000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,startYear=0,startMode=3,startMonth=2,startDay=8,startDayOfWeek=1,startTime=7200000,startTimeMode=0,endMode=3,endMonth=10,endDay=1,endDayOfWeek=1,endTime=7200000,endTimeMode=0]],firstDayOfWeek=2,minimalDaysInFirstWeek=4,ERA=1,YEAR=2014,MONTH=3,WEEK_OF_YEAR=18,WEEK_OF_MONTH=5,DAY_OF_MONTH=28,DAY_OF_YEAR=118,DAY_OF_WEEK=2,DAY_OF_WEEK_IN_MONTH=4,AM_PM=1,HOUR=4,HOUR_OF_DAY=16,MINUTE=28,SECOND=54,MILLISECOND=404,ZONE_OFFSET=-28800000,DST_OFFSET=3600000]

6.总结一般方法前缀:

• of： 静态工厂方法，从组成部分中创建实例
• from： 静态工厂方法，尝试从相似对象中提取实例。from()方法没有of()方法类型安全
• now： 静态工厂方法，用当前时间创建实例
• parse： 静态工厂方法，总字符串解析得到对象实例
• get： 获取时间日期对象的部分状态
• is： 检查关于时间日期对象的描述是否正确
• with： 返回一个部分状态改变了的时间日期对象拷贝
• plus： 返回一个时间增加了的、时间日期对象拷贝
• minus： 返回一个时间减少了的、时间日期对象拷贝
• to： 把当前时间日期对象转换成另外一个，可能会损失部分状态
• at： 用当前时间日期对象组合另外一个，创建一个更大或更复杂的时间日期对象
• format： 提供格式化时间日期对象的能力