精准把握时间脉络：Java日期时间处理API深度解析与实战指南

在软件开发领域，准确无误地处理日期和时间信息是构建稳定、可靠应用程序的关键一环。随着技术的演进，Java作为一门广泛应用的编程语言，其处理日期和时间的API也经历了显著的变化和发展，旨在为开发者提供更为强大、灵活且易用的工具集。从最初的java.util.Date和Calendar，到Java 8中革命性的新日期时间API，每一次进步都标志着Java在时间处理方面的成熟与完善。本文将深入探讨Java中处理日期和时间的相关API，从基础概念到高级应用，引导您掌握高效、精确地操作日期时间数据的方法，从而在编码实践中告别时间处理的烦恼，迈向更高层次的编程体验。

在我们的实际开发中，日期和时间是非常常用的，例如用户的注册、数据的增删改、对敏感信息的操作等等都需要记录下日期和时间。那我们接下来，就来了解一下其中的相关内容吧。

在这里插入图片描述

一、什么是日期和时间

日期指的是某一天，例如：

2022-11-18：2022 年 11 月 18 日；
2021-6-14：2021 年 6 月 14 日。

时间就是指某一个时刻，它分为两种，一种是带日期的时间，另外一种是不带日期的时间，例如：

2022-10-24 08:30:23：2022 年 10 月 24 日 8 时 30 分 23 秒；
11:22:33：11 时 22 分 33 秒。

二、什么是时区

我们在初中地理知识中学过，地球上的不同地区是有时差的，因此想要准确定位一个时刻，还需要加上时区。
时区有以下 3 种表示方式：

GMT 或者 UTC 加时区偏移表示：例如：GMT+08:00 或者 UTC+08:00 表示东八区；
缩写表示：例如：CST 表示 China Standard Time（中国标准时间），但是此缩写也可表示 Central Standard Time USA（美国中部时间），容易混淆不推荐使用；
洲 / 城市：例如：Asia/Shanghai 表示上海所在地的时区。注意城市名称不是任意的城市，而是由国际标准组织规定的城市。

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三、Date 类的使用

在 JDK 的 java.util 包中，提供了一个 Date 类用于表示日期和时间。java.util.Date 类日期表示特定的时间瞬间，精度为毫秒。随着 JDK 版本的不断升级和发展，Date 类中大部分的构造方法和普通方法都已经不再推荐使用。目前 JDK 8 中，Date 类只有两个构造方法是可以使用的。
我们下面来看一下这个类的构造方法和常用方法。

3.1 构造方法

Date()：创建一个对应当前时间的日期对象；
Date(long date)：创建指定毫秒数的日期对象。

由于其他 4 个构造方法已经过期，这里我们不进行介绍。

3.2 实例

创建日期对象，并打印 toString() 方法的结果：

import java.util.Date;public class DateDemo1 {public static void main(String[] args) {// 实例化一个date对象Date date = new Date();// 调用 toString() 方法String s = date.toString();System.out.println(s);}}

运行结果：

Wed Jun 10 10:21:10 CST 2020

我执行代码的时间是 2020 年 06 月 10 日 10:22:10 星期三，因此得到了如上的运行结果。
调用 getTime() 方法获取当前日期对象自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 GMT 以来的毫秒数：

import java.util.Date;public class DateDemo2 {public static void main(String[] args) {// 实例化一个date对象Date date = new Date();// 调用 getTime() 方法long time = date.getTime();System.out.println(time);}}

运行结果：

1591755946922

3.3、补充说明

对于 Date 类，只需要了解如何通过创建对象封装时间值即可。由于 Date 类在设计之初，没有考虑到国际化的问题，因此从 JDK1.1 开始，Date 类相应的功能也被 Calendar 类中的方法取代。

四、 Calendar 类的使用

Calendar 类用于完成日期和时间字段的操作，它可以通过特定的方法设置和读取日期的特定部分，比如年、月、日、时、分和秒等。
Calendar 类是一个抽象类，不可以被实例化。
在程序中需要调用其静态方法 getInstance()来得到一个 Calendar 对象，然后才能调用其相应的方法。Calendar calendar = Calendar.getInstance();

4.1 实例化

由于 Calendar 类是一个抽象类，不能直接实例化，想要获取其实例对象通常有两种方法：

使用 Calendar.getInstance() 方法（更常用）；
调用它的子类的 GregorianCalendar 的构造方法。

实例如下：

Calendar calendar = Calendar.getInstance();

4.2 常用方法

static Calendar getInstance()：使用默认时区和区域设置获取日历；
int get(int field)：返回给定日历字段的值；
void set(int field, int value)：将给定的日历字段设置为给定值。（此外，set() 还有很多重载方法）

更多常用方法和静态字段请查阅官方文档。

4.3 实例

4.3.1 get () 方法实例

import java.util.Calendar;public class CalendarDemo1 {public static void main(String[] args) {Calendar calendar = Calendar.getInstance();// 获取今天是这一周的第几天int i = calendar.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);// 获取今天是这一月的第几天int i1 = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);// 获取今天是这一月的第几周int i2 = calendar.get(Calendar.DAY_OF_WEEK_IN_MONTH);// 获取今天是这一年的第几天int i3 = calendar.get(Calendar.DAY_OF_YEAR);System.out.println("今天是这一周的第" + i + "天");System.out.println("今天是这一月的第" + i1 + "天");System.out.println("今天是这一月的第" + i2 + "周");System.out.println("今天是这一年的第" + i3 + "天");}
}

运行此段代码的时间是 2020 年 06 月 10 日，运行结果如下：

今天是这一周的第4天
今天是这一月的第10天
今天是这一月的第2周
今天是这一年的第162天

通过调用 get() 方法，我们很方便地获取到了当前时间在日历上是第几天。要特别注意的是，获取月份，返回的值是从 0 开始的（0 ~ 11），依次表示 1 月到 12 月；获取一周的第 n 天，这里的返回值为 1~7，1 表示周日，2 表示周一，以此类推。

4.3.2 set () 方法实例

import java.util.Calendar;public class CalendarDemo2 {public static void main(String[] args) {Calendar calendar = Calendar.getInstance();// 设置2022年:calendar.set(Calendar.YEAR, 2022);// 设置9月: (8表示9月)calendar.set(Calendar.MONTH, 8);// 设置9日:calendar.set(Calendar.DATE, 9);// 设置时间:calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 0);calendar.set(Calendar.MINUTE, 0);calendar.set(Calendar.SECOND, 0);System.out.println(calendar.getTime().toString());}
}

运行结果：

Fri Sep 09 00:00:00 CST 2022

上面代码分别设置了日历的年、月、日、时、分、秒，Calendar.getTime() 可以将一个 Calendar 对象转换成 Date 对象，最后再打印这个对象。

五、Java8 后新的日期和时间 API

5.1 为什么要提供新的 API

JDK 1.0 中包含了一个 java.util.Date 类，但是它的大多数方法已经在 JDK 1.1 引入 Calendar 类之后被弃用了。而 Calendar 并不比 Date 好多少。它们面临的问题是：
可变性：像日期和时间这样的类应该是不可变的。
偏移性：Date 中的年份是从 1900 开始的，而月份都从 0 开始。
格式化：格式化只对 Date 有用，Calendar 则不行。此外，它们也不是线程安全的；不能处理闰秒等。总结：对日期和时间的操作一直是 Java 程序员最痛苦的地方之一。

在 Java8 以后，提供了新的日期和时间 API，旧 API 的如下缺点得到了解决：

可变性：旧的 API 日期和时间是可变的，日期和时间这样的类应该是不可变的；
偏移性：Date 中的年份是从 1990 年开始，月份是从 0 开始，星期天是用 1 表示的，不了解 API 的开发者很容易用错；
格式化：SimpleDateFormat 只能用于格式化 Date 类型，不能格式化 Calendar 类型。

5.2 新 API 概述

Java 8 的日期时间 API 吸取了 Joda-Time 的精华，提供了更优秀易用的 API，位于 java.time 包中，包含了 LocalTime（本地时间）、LocalDate（本地日期）、LocalDateTime（本地日期时间）、ZonedDateTime（带时区的日期时间）和 Duration（时间间隔）类。
而 java.util.Date 类下面增加了 toInstant() 方法，用于把 Date 转换为新的类型。这些 API 大大简化了日期时间的运算。
对偏移性的不合理设计也有修正：月份使用 1~12 表示 1 月到 12 月，星期使用 1 ~ 7 表示星期一到星期天。
另外，使用了新的 DateTimeFormatter 来取代旧的 SimpleDateFormat。

5.3 LocalDateTime 相关类的使用

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.LocalTime;public class LocalDateTimeDemo1 {public static void main(String[] args) {// 获取当前日期LocalDate localDate = LocalDate.now();// 获取当前时间LocalTime localTime = LocalTime.now();// 获取当前日期和时间LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();// 打印System.out.println(localDate);System.out.println(localTime);System.out.println(localDateTime);}}

运行结果：

2020-06-10
14:17:48.618294
2020-06-10T14:17:48.618421

在实际开发中，LocalDateTime 相较于 LocalDate 和 LocalTime 更加常用。
本地日期和时间通过 now() 获取到的总是以当前默认时区返回的。
另外，可以使用 of() 方法来设置当前日期和时间：

// 2020-9-30
LocalDate date = LocalDate.of(2020, 9, 30);
// 14:15:10
LocalTime time = LocalTime.of(14, 15, 10);
// 将date和time组合成一个LocalDateTime
LocalDateTime dateTime1 = LocalDateTime.of(date, time);
// 设置 年、月、日、时、分、秒
LocalDateTime dateTime2 = LocalDateTime.of(2020, 10, 21, 14, 14);

六、小结

通过本文章的学习，我们知道了日期、时间和时区的基本概念，在 Java 8 之前，通过 Date 类、Calendar 类以及 SimpleDateFormat 类来操作日期和时间，Java 8 以后，java.time 包下新增了一批新的日期时间 API，修复了旧 API 的一些缺点，简化了开发者操作日期和时间的难度。本小节内容比较简单，梳理了 Java 对于日期时间处理的相关 API，大家参照文档，加以练习即可。