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Java 8 新特性:Date-Time API

csdh11 2025-03-12 13:40 2 浏览

Java 8 引入的 Date-Time API (java.time 包) 为日期和时间处理带来了显著的改进，解决了 java.util.Date 类的许多痛点：


  1. 非线程安全
  2. 时区处理麻烦
  3. 格式化和时间计算繁琐
  4. 设计有缺陷，Date 类同时包含日期和时间；还有一个 java.sql.Date，容易混淆。


本文将详细讲解 Java 8 新的 Date-Time API，并通过源码和示例代码对比 Java 8 之前的实现方式，深入剖析其设计的用意和目的。


java.time 主要类


java.util.Date 既包含日期又包含时间，而 java.time 将它们进行了分离：


  • LocalDateTime：日期和时间，格式为 yyyy-MM-ddTHH:mm:ss.SSS
  • LocalDate：仅日期，格式为 yyyy-MM-dd
  • LocalTime：仅时间，格式为 HH:mm:ss


格式化


Java 8 之前:


java


public void oldFormat(){
    Date now = new Date();
    //格式化 yyyy-MM-dd
    SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
    String date  = sdf.format(now);
    System.out.println(String.format("date format : %s", date));

    //格式化 HH:mm:ss
    SimpleDateFormat sdft = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
    String time = sdft.format(now);
    System.out.println(String.format("time format : %s", time));

    //格式化 yyyy-MM-dd HH:mm:ss
    SimpleDateFormat sdfdt = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    String datetime = sdfdt.format(now);
    System.out.println(String.format("dateTime format : %s", datetime));
}



Java 8 之后:


java


public void newFormat(){
    //格式化 yyyy-MM-dd
    LocalDate date = LocalDate.now();
    System.out.println(String.format("date format : %s", date));

    //格式化 HH:mm:ss
    LocalTime time = LocalTime.now().withNano(0);
    System.out.println(String.format("time format : %s", time));

    //格式化 yyyy-MM-dd HH:mm:ss
    LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
    DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    String dateTimeStr = dateTime.format(dateTimeFormatter);
    System.out.println(String.format("dateTime format : %s", dateTimeStr));
}



字符串转日期格式


Java 8 之前:


java


//已弃用
Date date = new Date("2021-01-26");
//替换为
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
Date date1 = sdf.parse("2021-01-26");



Java 8 之后:


java


LocalDate date = LocalDate.of(2021, 1, 26);
LocalDate.parse("2021-01-26");

LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.of(2021, 1, 26, 12, 12, 22);
LocalDateTime.parse("2021-01-26T12:12:22");

LocalTime time = LocalTime.of(12, 12, 22);
LocalTime.parse("12:12:22");



Java 8 之前 的转换需要借助 SimpleDateFormat 类，而 Java 8 之后 只需要使用 LocalDate、LocalTime、LocalDateTime 的 of 或 parse 方法。


日期计算


以下以计算 一周后的日期 为例，其他单位（年、月、日、时等）类似。这些单位都在
java.time.temporal.ChronoUnit 枚举中定义。


Java 8 之前:


java


public void afterDay(){
    //一周后的日期
    SimpleDateFormat formatDate = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
    Calendar ca = Calendar.getInstance();
    ca.add(Calendar.DATE, 7);
    Date d = ca.getTime();
    String after = formatDate.format(d);
    System.out.println("一周后日期：" + after);

    //算两个日期间隔多少天，计算间隔多少年，多少月方法类似
    String dates1 = "2021-12-23";
    String dates2 = "2021-02-26";
    SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
    Date date1 = format.parse(dates1);
    Date date2 = format.parse(dates2);
    int day = (int) ((date1.getTime() - date2.getTime()) / (1000 * 3600 * 24));
    System.out.println(dates1 + "和" + dates2 + "相差" + day + "天");
}



Java 8 之后:


java


public void pushWeek(){
    //一周后的日期
    LocalDate localDate = LocalDate.now();
    //方法1
    LocalDate after = localDate.plus(1, ChronoUnit.WEEKS);
    //方法2
    LocalDate after2 = localDate.plusWeeks(1);
    System.out.println("一周后日期：" + after);

    //算两个日期间隔多少天，计算间隔多少年，多少月
    LocalDate date1 = LocalDate.parse("2021-02-26");
    LocalDate date2 = LocalDate.parse("2021-12-23");
    Period period = Period.between(date1, date2);
    System.out.println("date1 到 date2 相隔：" + period.getYears() + "年" + period.getMonths() + "月" + period.getDays() + "天");

    //获取总天数
    long day = date2.toEpochDay() - date1.toEpochDay();
    System.out.println(date1 + "和" + date2 + "相差" + day + "天");
}



获取指定日期


获取特定一个日期，如本月最后一天或第一天。


Java 8 之前:


java


public void getDay() {
    SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
    //获取当前月第一天：
    Calendar c = Calendar.getInstance();
    c.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, 1);
    String first = format.format(c.getTime());
    System.out.println("first day:" + first);

    //获取当前月最后一天
    Calendar ca = Calendar.getInstance();
    ca.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, ca.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH));
    String last = format.format(ca.getTime());
    System.out.println("last day:" + last);

    //当年最后一天
    Calendar currCal = Calendar.getInstance();
    Calendar calendar = Calendar.getInstance();
    calendar.clear();
    calendar.set(Calendar.YEAR, currCal.get(Calendar.YEAR));
    calendar.roll(Calendar.DAY_OF_YEAR, -1);
    Date time = calendar.getTime();
    System.out.println("last day:" + format.format(time));
}



Java 8 之后:


java


public void getDayNew() {
    LocalDate today = LocalDate.now();
    //获取当前月第一天：
    LocalDate firstDayOfThisMonth = today.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth());
    //获取当前月最后一天：
    LocalDate lastDayOfThisMonth = today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth());
    //获取下一天：
    LocalDate nextDay = lastDayOfThisMonth.plusDays(1);
    //获取当年最后一天：
    LocalDate lastDayOfYear = today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfYear());
    //2021年最后一个周日
    LocalDate lastSundayOf2021 = LocalDate.parse("2021-12-31").with(TemporalAdjusters.lastInMonth(DayOfWeek.SUNDAY));
}




java.time.temporal.TemporalAdjusters 提供了很多便捷的方法来获取特定日期。


JDBC 和 Java 8


现在 JDBC 时间类型和 Java 8 时间类型的对应关系是：


  1. Date ---> LocalDate
  2. Time ---> LocalTime
  3. Timestamp ---> LocalDateTime


而之前统统对应 Date 类型。


时区


java.util.Date 对象实际上存储的是 1970 年 1 月 1 日 0 点（GMT）至 Date 对象所表示时刻所经过的毫秒数。因此，它记录的毫秒数与时区无关，但在使用上需要转换成当地时间，这就涉及到了时间的国际化。java.util.Date 本身并不支持国际化，需要借助 TimeZone。


java


//北京时间
Date date = new Date();
SimpleDateFormat bjSdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
//北京时区
bjSdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));
System.out.println("毫秒数:" + date.getTime() + ", 北京时间:" + bjSdf.format(date));

//东京时区
SimpleDateFormat tokyoSdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
tokyoSdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Tokyo"));
System.out.println("毫秒数:" + date.getTime() + ", 东京时间:" + tokyoSdf.format(date));

//直接打印会自动转成当前时区时间
System.out.println(date);



在新特性中引入了 java.time.ZonedDateTime 来表示带时区的时间。它可以看成是 LocalDateTime + ZoneId。


java


//当前时区时间
ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.now();
System.out.println("当前时区时间: " + zonedDateTime);

//东京时间
ZoneId zoneId = ZoneId.of(ZoneId.SHORT_IDS.get("JST"));
ZonedDateTime tokyoTime = zonedDateTime.withZoneSameInstant(zoneId);
System.out.println("东京时间: " + tokyoTime);

// ZonedDateTime 转 LocalDateTime
LocalDateTime localDateTime = tokyoTime.toLocalDateTime();
System.out.println("东京时间转当地时间: " + localDateTime);

//LocalDateTime 转 ZonedDateTime
ZonedDateTime localZoned = localDateTime.atZone(ZoneId.systemDefault());
System.out.println("本地时区时间: " + localZoned);



java.time 包与 Joda-Time 的对比


Java 8 引入的 java.time 包是对日期和时间处理的一次重大改进，它借鉴了许多 Joda-Time 的设计理念，并在此基础上进行了优化。那么，java.time 包与 Joda-Time 相比有哪些优势和劣势呢？


1. 设计理念和 API 风格


Joda-Time


  • 设计理念：Joda-Time 旨在提供一个更直观和更强大的日期时间处理库，弥补 java.util.Date 和 java.util.Calendar 的不足。
  • API 风格：Joda-Time 的 API 风格非常直观，类名和方法名都非常清晰易懂。例如，DateTime 类表示日期和时间，LocalDate 类表示仅日期。


Java 8 java.time


  • 设计理念：java.time 包是基于 JSR 310 的规范实现，吸收了 Joda-Time 的优点，并在此基础上进行了优化和改进。
  • API 风格：java.time 包的 API 风格与 Joda-Time 类似，但在命名和结构上更加规范。例如，LocalDateTime 表示日期和时间，LocalDate 表示仅日期，LocalTime 表示仅时间。


2. 集成和兼容性


Joda-Time


  • 集成：Joda-Time 是一个独立的第三方库，需要手动添加依赖。
  • 兼容性：Joda-Time 与 Java SE 8 之前的版本兼容，适用于所有版本的 Java。


Java 8 java.time


  • 集成：java.time 包是 Java SE 8 的一部分，无需额外添加依赖。
  • 兼容性：java.time 包仅适用于 Java SE 8 及以上版本，对于 Java 8 之前的版本，需要额外的兼容性库（如 ThreeTen-Backport）。


3. 性能和线程安全


Joda-Time


  • 性能：Joda-Time 的性能相对较好，但在某些操作上可能不如 java.time 包高效。
  • 线程安全：Joda-Time 的大多数类是不可变的，因此是线程安全的。


Java 8 java.time


  • 性能：java.time 包在设计时考虑了性能优化，尤其是在日期计算和格式化等高频操作上性能更优。
  • 线程安全：java.time 包中的所有类都是不可变的，因此也是线程安全的。


4. 功能和扩展性


Joda-Time


  • 功能：Joda-Time 提供了丰富的功能，支持各种日期时间操作、格式化、解析、时区转换等。
  • 扩展性：Joda-Time 提供了一些扩展功能，例如自定义时间单位和字段。


Java 8 java.time


  • 功能：java.time 包提供了与 Joda-Time 类似的功能，并在某些方面进行了增强。例如，提供了更丰富的日期调整器（TemporalAdjuster）和更强大的时间量（Duration 和 Period）。
  • 扩展性：java.time 包也提供了良好的扩展性，允许用户自定义时间单位和字段。


示例对比


Joda-Time 示例


java


import org.joda.time.DateTime;
import org.joda.time.format.DateTimeFormat;
import org.joda.time.format.DateTimeFormatter;

public class JodaTimeExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 当前时间
        DateTime now = DateTime.now();
        System.out.println("当前时间: " + now);

        // 格式化
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormat.forPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String formattedDate = now.toString(formatter);
        System.out.println("格式化后的时间: " + formattedDate);

        // 解析
        DateTime parsedDate = DateTime.parse("2021-01-26 12:12:22", formatter);
        System.out.println("解析后的时间: " + parsedDate);

        // 日期计算
        DateTime oneWeekLater = now.plusWeeks(1);
        System.out.println("一周后的时间: " + oneWeekLater);
    }
}



Java 8 java.time 示例


java


import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

public class JavaTimeExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 当前时间
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        System.out.println("当前时间: " + now);

        // 格式化
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String formattedDate = now.format(formatter);
        System.out.println("格式化后的时间: " + formattedDate);

        // 解析
        LocalDateTime parsedDate = LocalDateTime.parse("2021-01-26 12:12:22", formatter);
        System.out.println("解析后的时间: " + parsedDate);

        // 日期计算
        LocalDateTime oneWeekLater = now.plusWeeks(1);
        System.out.println("一周后的时间: " + oneWeekLater);
    }
}



总结


优势


  1. 集成：java.time 包是 Java 8 的一部分，无需额外依赖，集成更方便。
  2. 性能：java.time 包在性能上进行了优化，尤其是在高频日期时间操作上。
  3. 线程安全：java.time 包中的所有类都是不可变的，因此线程安全。
  4. 标准化：java.time 包是基于 JSR 310 的规范实现，更加标准化。


劣势


  1. 兼容性：java.time 包仅适用于 Java SE 8 及以上版本，对于 Java 8 之前的版本需要额外的兼容性库。
  2. 学习成本：对于熟悉 Joda-Time 的开发者来说，迁移到 java.time 包可能需要一定的学习成本。


使用 java.time 包中的类处理时间间隔和持续时间


在 Java 8 的 java.time 包中，处理时间间隔和持续时间有两个主要的类：Duration 和 Period。Duration 用于表示基于时间的间隔（以秒和纳秒为单位），而 Period 用于表示基于日期的间隔（以年、月、日为单位）。


1. Duration 类


Duration 类用于表示两个时间点之间的时间间隔，精确到秒和纳秒。它常用于计算精确的时间差，如秒、分钟、小时等。


示例代码


import java.time.Duration;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.temporal.ChronoUnit;

public class DurationExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 当前时间
        LocalDateTime startTime = LocalDateTime.now();
        System.out.println("开始时间: " + startTime);

        // 模拟一个耗时操作
        try {
            Thread.sleep(3000); // 休眠3秒
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 结束时间
        LocalDateTime endTime = LocalDateTime.now();
        System.out.println("结束时间: " + endTime);

        // 计算时间间隔
        Duration duration = Duration.between(startTime, endTime);
        System.out.println("时间间隔: " + duration.getSeconds() + " 秒 " + duration.getNano() + " 纳秒");

        // 其他常用方法
        System.out.println("时间间隔（分钟）: " + duration.toMinutes());
        System.out.println("时间间隔（毫秒）: " + duration.toMillis());

        // 使用ChronoUnit计算时间间隔
        long secondsBetween = ChronoUnit.SECONDS.between(startTime, endTime);
        System.out.println("时间间隔（ChronoUnit）: " + secondsBetween + " 秒");
    }
}



2. Period 类


Period 类用于表示两个日期之间的时间间隔，精确到年、月、日。它常用于计算日期间的差异，如天数、月数、年数等。


示例代码


java


import java.time.LocalDate;
import java.time.Period;
import java.time.temporal.ChronoUnit;

public class PeriodExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 当前日期
        LocalDate startDate = LocalDate.now();
        System.out.println("开始日期: " + startDate);

        // 目标日期
        LocalDate endDate = startDate.plusYears(1).plusMonths(2).plusDays(3);
        System.out.println("结束日期: " + endDate);

        // 计算日期间隔
        Period period = Period.between(startDate, endDate);
        System.out.println("日期间隔: " + period.getYears() + " 年 " + period.getMonths() + " 月 " + period.getDays() + " 天");

        // 其他常用方法
        System.out.println("总月数: " + period.toTotalMonths());

        // 使用ChronoUnit计算日期间隔
        long daysBetween = ChronoUnit.DAYS.between(startDate, endDate);
        System.out.println("日期间隔（ChronoUnit）: " + daysBetween + " 天");
    }
}



选择 Duration 和 Period 的适用场景


选择 Duration 的场景


  • 需要精确到秒和纳秒的时间计算。
  • 计时操作，如测量代码执行时间、任务的持续时间等。
  • 时区无关的时间计算，如两个时间点之间的间隔。


选择 Period 的场景


  • 需要基于年、月、日的日期计算。
  • 计算两个日期之间的年、月、日差异。
  • 日历相关操作，如计算某个日期之后的某年某月某日。


比较两个日期之间的差异


示例代码


java


import java.time.LocalDate;
import java.time.Period;

public class PeriodDifferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 两个日期
        LocalDate startDate = LocalDate.of(2020, 1, 1);
        LocalDate endDate = LocalDate.of(2021, 6, 15);

        // 计算日期间隔
        Period period = Period.between(startDate, endDate);
        System.out.println("日期间隔: " + period.getYears() + " 年 " + period.getMonths() + " 月 " + period.getDays() + " 天");
    }
}



使用 Duration 进行时区无关的时间计算


示例代码


java


import java.time.Duration;
import java.time.ZonedDateTime;
import java.time.ZoneId;

public class ZonedDateTimeExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 纽约时间
        ZonedDateTime startDateTime = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"));
        System.out.println("纽约开始时间: " + startDateTime);

        // 东京时间
        ZonedDateTime endDateTime = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Tokyo"));
        System.out.println("东京结束时间: " + endDateTime);

        // 计算时间间隔
        Duration duration = Duration.between(startDateTime, endDateTime);
        System.out.println("时间间隔: " + duration.toHours() + " 小时");
    }
}



使用 ChronoUnit 枚举


ChronoUnit 枚举提供了一系列用于时间单位的常量，支持基于时间和日期的计算。


示例代码


java


import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.temporal.ChronoUnit;

public class ChronoUnitExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 当前时间
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        System.out.println("当前时间: " + now);

        // 计算一周后的时间
        LocalDateTime oneWeekLater = now.plus(1, ChronoUnit.WEEKS);
        System.out.println("一周后的时间: " + oneWeekLater);

        // 计算一年前的日期
        LocalDate oneYearAgo = LocalDate.now().minus(1, ChronoUnit.YEARS);
        System.out.println("一年前的日期: " + oneYearAgo);

        // 计算两个时间点之间的小时数
        long hoursBetween = ChronoUnit.HOURS.between(now, oneWeekLater);
        System.out.println("时间间隔（小时）: " + hoursBetween + " 小时");
    }
}



总结


使用 Java 8 java.time 包中的 Duration 和 Period 类可以方便地处理时间间隔和持续时间。Duration 用于表示基于时间的间隔，如秒、分钟、小时等；而 Period 用于表示基于日期的间隔，如年、月、日等。此外，ChronoUnit 枚举提供了一系列用于时间单位的常量，支持基于时间和日期的计算。

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