Java 中的日期与时间

Java 日期时间

标签 ： Java基础

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Date

java.util.Date对象表示一个精确到毫秒的瞬间; 但由于Date从JDK1.0起就开始存在了,历史悠久,而且功能强大(既包含日期,也包含时间),所以他的大部分构造器/方法都已Deprecated,因此就不再推荐使用(如果贸然使用的话,可能会出现性能/安全方面的问题);下面我仅介绍它还剩下的为数不多的几个方法(这些方法的共同点是Date与毫秒值的转换):

• 构造器

  • Date(): 在底层调用System.currentTimeMillis()作为日期参数.
  • Date(long date): 根据指定的long整数(从1970-1-1 00:00:00以来经过的毫秒数)来生成Date对象.

• 方法

  • boolean after(Date when): 测试this日期是否在指定日期when之后;
  • boolean before(Date when): 测试this日期是否在指定日期when之前;
  • long getTime(): 获取从1979-01-01 00:00:00 到Date对象之间经过的毫秒值;
  • void setTime(long time): 设置时间,time含义上同.

/**
 * Created by jifang on 15/12/30.
 */
public class DateTest {

    @Test
    public void test() {
        Date dateBefore = new Date();
        Date dateAfter = new Date(System.currentTimeMillis() + 1);

        System.out.println("before: " + dateBefore.getTime());
        System.out.println("after: " + dateAfter.getTime());
        System.out.println(dateBefore.before(dateAfter));
        System.out.println(dateAfter.after(dateBefore));

        dateBefore.setTime(System.currentTimeMillis());
        System.out.println(dateBefore.getTime());
        System.out.println(dateBefore.before(dateAfter));
    }
}

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Calendar

由于Date存在缺陷,所以JDK又提供了java.util.Calendar来处理日期和时间.Calendar是一个抽象类,是所有日历类的模板,因此,我们可以继承Calendar来实现其他的历法(比如阴历);

Java中提供了一种Calendar的默认实现java.util.GregorianCalendar格里高利日历(其实JDK还默认提供了一款日本历法java.util.JapaneseImperialCalendar),也就是我们所说的公历. 使用Calendar.getInstance();获取的就是默认的GregorianCalendar,getInstance()方法的内部会调用cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);来生成一个格里高利日历实例.

• Calendar还可以和Date自由转换.

public class CalendarTest {

    @Test
    public void test() {
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        Date date = calendar.getTime();
        Calendar newCalendar = Calendar.getInstance();
        newCalendar.setTime(date);

        System.out.println(calendar.get(Calendar.DATE));
    }
}

• Calendar类提供了大量访问/修改日期/时间的方法, 常用的方法如下:

Method	Description
void add(int field, int amount)	Adds or subtracts the specified amount of time to the given calendar field, based on the calendar’s rules.
int get(int field)	Returns the value of the given calendar field.
int getActualMaximum(int field)	Returns the maximum value that the specified calendar field could have, given the time value of this Calendar.
int getActualMinimum(int field)	Returns the minimum value that the specified calendar field could have, given the time value of this Calendar.
void roll(int field, int amount)	Adds the specified (signed) amount to the specified calendar field without changing larger fields.
void set(int field, int value)	Sets the given calendar field to the given value.
void set(int year, int month, int date)	Sets the values for the calendar fields YEAR, MONTH, and DAY_OF_MONTH.
void set(int year, int month, int date, int hourOfDay, int minute, int second)	Sets the values for the fields YEAR, MONTH, DAY_OF_MONTH, HOUR, MINUTE, and SECOND.
void setTimeInMillis(long millis)	Sets this Calendar’s current time from the given long value.
long getTimeInMillis()	Returns this Calendar’s time value in milliseconds.

上面的很多方法都需要一个int类型的field参数, field是Calendar类的类变量, 如:Calendar.DATE Calendar.MONTH Calendar.HOUR Calendar.DAY_OF_WEEK, 但需要指出的是Calendar.MONTH月份的起始值不是1, 而是0(一月:0, 二月:1 …), Calendar.DAY_OF_WEEK代表的星期, 起始值是周日(周日:1, 周一:2 …)(其他细节请参考JDK文档).

注意:

• 如果Calendar没有设置相关的值, 就以当前系统时间来设置.
• add(int field, int amount)的功能非常强大, 如果需要增加某字段, 则让amount为正数, 如果要减少某字段的值, 让amount为负数. 且当超出他的允许范围时, 会发生进位.
• roll()的含义与用法和add()的类似,但是当被修改的字段超出它允许的范围时, 他不会进位.
• set(int field, int value)方法具有延迟修改的功能:他内部设置了一个成员变量,以指示日历字段field已经被修改,但是该Calendar所代表的时间不会立即修改, 他会直到下次调用get/getTime/getTimeInMillis/add/roll时才会重新计算日历时间.

public int get(int field)
{
    complete();
    return internalGet(field);
}

public long getTimeInMillis() {
    if (!isTimeSet) {
        updateTime();
    }
    return time;
}

• 测试

public class CalendarTest {

    @Test
    public void test() {
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        calendar.set(2011, Calendar.JULY, 31);
        calendar.set(Calendar.MONTH, Calendar.SEPTEMBER);
        // 将下面注释放开, 再测试
        // System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH) + 1 + "月" + calendar.get(Calendar.DATE) + "日");
        calendar.set(Calendar.DATE, 5);
        System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH) + 1 + "月" + calendar.get(Calendar.DATE) + "日");
    }
}

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日期格式化

完成字符串与日期对象的转化(format/parse)

DateFormat

java.text.DateFormat是一个抽象类, 他提供了如下几个方法获取DateFormat对象.

方法	描述
static DateFormat getDateInstance()	Gets the date formatter with the default formatting style for the default locale.
static DateFormat getDateTimeInstance()	Gets the date/time formatter with the default formatting style for the default locale.
static DateFormat getTimeInstance()	Gets the time formatter with the default formatting style for the default locale.

其实上面三个方法还可以指定日期/时间的样式, 如FULL/LONG/MEDIUM/SHOT, 通过这四个样式参数可以控制生成的格式化字符串. 但由于在我们的实际开发中很少直接用DateFormat类,因此就不对其做过多的介绍.而我们比较常用的是其子类SimpleDateFormat(其实上面几个getXxxInstance方法返回的也是SimpleDateFormat实例)

DateFormat dateFormat = DateFormat.getTimeInstance();
System.out.println(dateFormat.getClass().getName());

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SimpleDateFormat

java.text.SimpleDateFormat可以非常灵活的格式化Date, 也可以用于解析各种格式的日期字符串.创建SimpleDateFormat对象时需要传入一个pattern字符串,这个pattern不是正则表达式,而是一个日期模板字符串.

/**
 * Created by jifang on 15/12/30.
 */
public class FormatTest {

    @Test
    public void client() throws ParseException {

        DateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");

        // Date -> String
        Date date = new Date(System.currentTimeMillis());
        System.out.println(format.format(date));

        // String -> Date
        String timeString = "2015-12-30 08:53:21";
        Date newDate = format.parse(timeString);
        System.out.println(newDate);
    }
}

在时间日期格式化时, 有下面几个方法是最常用的:

方法	描述	小结
String format(Date date)	Formats a Date into a date/time string.	Date -> String
Date parse(String source)	Parses text from the beginning of the given string to produce a date.	String -> Date

当然, pattern我们还可以根据我们的需求有其他的定制形式:

    @Test
    public void client() throws ParseException {

        DateFormat format = new SimpleDateFormat("yy年MM月dd日 hh时mm分ss秒");

        // Date -> String
        Date date = new Date(System.currentTimeMillis());
        System.out.println(format.format(date));

        // String -> Date
        String timeString = "15年12月30日 09时00分29秒";
        Date newDate = format.parse(timeString);
        System.out.println(newDate);
    }

可以看出SimpleDateFormat把日期格式化成怎样的字符串以及能把怎样的字符串解析成Date, 完全取决于创建对象时指定的pattern参数,其他的pattern参数以及SimpleDateFormat的方法可以参考JDK文档.

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实战

时间存储

将时间存入DB会涉及到跨时区的问题(同一个UTC时间在各个时区显示不同的数值).因此,在设计数据库表结构时需要小心谨慎,不能简单使用数据库提供的TIMESTAMP或DATETIME(详见:廖雪峰博客-如何正确地处理时间),比较推荐的是选用一个整数类型(如BIGINT64位)来存储从1970-01-01 00:00:00到当前时间所经过毫秒数的一个绝对数值.

• 优点:
  
  读取的时间(Long整数)只需要按照用户所在的时区格式化为字符串就能正确地显示出来.
• 缺点
  
  当开发人员、DBA直接查看DB时,只能看到一串数字.

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线程安全formatter

时间的格式化和解析格式在一个项目中往往只用一种,因此没有必要每次使用时都new出一个Formatter来. 但SimpleDateFormat的format()与parse()并非线程安全(详见: 关于SimpleDateFormat的非线程安全问题及其解决方案), 因此在并发环境中要注意同步或使用ThreadLocal控制:

• DateUtil

public class DateUtils {

    // Each thread will have its own copy of the SimpleDateFormat
    private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> formatterMap = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() {
        protected SimpleDateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
        }
    };

    public static String format(Object obj) {
        return formatterMap.get().format(obj);
    }

    public static Date parse(String source) throws ParseException {
        return formatterMap.get().parse(source);
    }

    public static void main(String[] args) {

        long start = System.currentTimeMillis();
        final String[] data = {
                "1999-11-01 11:11:11",
                "2001-07-08 06:06:06",
                "2007-01-31 02:28:31",
                "1999-11-01 11:11:11",
                "2001-07-08 06:06:06",
                "2007-01-31 02:28:31"};

        List<Thread> threads = new ArrayList<>(data.length);
        for (int i = 0; i < data.length; ++i) {
            final int i2 = i;
            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        for (int j = 0; j < 10_000; j++) {
                            String from = data[i2];
                            Date d = parse(from);
                            String to = format(d);
                            System.out.println("i: " + i2 + "\tj: " + j + "\tThreadID: "
                                    + Thread.currentThread().getId() + "\tThreadName: "
                                    + Thread.currentThread().getName() + "\t" + from + "\t" + to);
                            if (!from.equals(to)) {
                                throw new RuntimeException("date conversion failed after " + j
                                        + " iterations. Expected " + from + " but got " + to);
                            }
                        }
                    } catch (ParseException e) {
                        throw new RuntimeException("parse failed");
                    }
                }
            }, "formatter_test_thread_" + i);

            threads.add(thread);
            thread.start();
        }

        for (Thread thread : threads) {
            try {
                thread.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        System.out.println("total consume [" + (System.currentTimeMillis() - start) + "] ms.");
    }
}

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