Java> Java核心卷读书笔记

目录

• 总结
• 概要
  • 时间线
  • Instant和Duration类
    • Instant类
    • Duration类
• 本地时间LocalDate
  • LocalDate类
  • 日期间隔Period类
• 日期调整器
• 本地时刻LocalTime
  • LocalDateTime类
• 时区时间
  • 时区ZonedDateTime类
    • 时区ID
    • ZonedDateTime类
• 夏令时
• 格式化和解析
  • 格式器DateTimeFormatter
  • Locale格式化风格

总结

时间点用Instant（如1ms , 1ns），
时间段用Duration（如2个Instant对象所代表时间差），
本地日期用LocalDate（如2020年12月1日），
本地时间用LocalTime（如13时30分20秒），
本地日期+时间用LocalDateTime = LocalDate + LocalTime（如2020年12月1日13时30分20秒），
时区时间用ZonedDateTime（本地北京时间转化到纽约时间），
输出时间不同格式用DateTimeFormatter，
简单环境应用可以使用SimpleDateFormat（线程不安全），
不同时区时间格式化输出用Locale切换。

概要

Java 1.0 Date
简单
Java 1.1 Calendar
引入后，Date类大部分方法弃用。但实例易变，并且没有处理诸如闰秒这样的问题。
Java 3.0 java.time
修正了过去的缺陷

时间线

秒的来源
最初，根据地球自转推导而来。地球自转一周24h = 24x60x60 = 86400s。缺陷：地球有轻微颤动，1秒定义不精确。
1967年以来，原子钟网络被当作官方时间：根据铯133原子内在特性推导而来。
绝对时间与地球同步自转进行同步，官方时间的秒需要稍作调整，从1972年开始，偶尔需要插入“闰秒”。
Java的Date和Time API规范要求Java使用的时间尺度为：

• 每天86400秒
• 每天正午与官方时间精确匹配
• 在其他时间点上，以精确定义的方式与官方时间接近匹配

Instant和Duration类

Instant类

Instant表示时间线上的某个点。
“新纪元”时间线原点被设置为 穿过伦敦本初子午线所处时区的1970年1月1日的午夜，与UNIX/POSIX时间中使用的惯例相同。
从“新纪元”时间线原点开始，时间按照每天86400秒向前或向回度量，精确到纳秒。Instant值可向回追溯10亿年（Instant.MIN） << 宇宙年龄（约135亿年），不过对所有实际应用来说，应该足够。最大值Instant.MAX是公元1 000 000 000年的12月31日。

当前时间： Instant.now()
Instant对象含义：时间戳
比较2个Instant对象：equals和compareTo

如何度量算法运行时间？

Instant start = Instant.now();
runAlgorithm();
Instant end = Instant.now();
Duration timeElapsed = Durtion.between(start, end);
long millis = timeElapsed.toMillis();

Duration类

Duration是2个时刻之间的时间量。
Duration按传统单位度量时间长度的常用方法

toNanos // 转化纳秒
toMillis // 转化为毫秒
getSeconds // 转化为秒
toMinutes // 转化为分钟
toHours // 转化为小时
toDays // 转化为天

例子，如果想要检查某个算法是否比另外一个算法快10倍，可以这样做

Duration timeElapse2 = Duration.between(start2, end2);
boolean overTenTimeFaster = timeElapse.multipliedBy(10).minus(timeElapsed2).isNegative(); 
// 等价于下面的语句
overTenTimeFaster = timeElapsed.toNanos() * 10 < timeElapsed2.toNanos();

注意： Instant和Duration都是不可修改的类，诸如mltipliedBy和minus都会返回一个新实例

本地时间LocalDate

Java中人类时间分为2种：本地时间，时区时间。
本地时间包含日期和当天的时间，与时区没有任何关联。
某些特殊情况下，时区可能回成为障碍。不推荐使用时区，除非先表达绝对时间。

LocalDate类

LocalDate是带有年、月、日的本地日期，可以用now或of方法构建LocalDate对象。
java.util.Date使用从1900年0月开始计算（与Unix一致）

• LocalDate对象创建方法

LocalDate today = LocalDate.now(); // 今天的日期
LocalDate alonzosBirthday = LocalDate.of(1903.6.14); // 以1903年6月14日构建LocalDate对象
alnozosBirthday = LocalDay.of(1903, Mont.JUNE, 14); // 1903年6月14日

• LocalDate常用方法

方法	描述
now, of	静态方法构建LocalDate对象，要么从当前时间构建，那么从给定年月日构建
plusDays, plusWeeks, plusMonths, plusYears	在当前的LocalDate上加上一定量的天、星期、月或年
minusDays, minusWeeks, minusMonths, minusYears	在当前的LocalDate上减去一定量的天、星期、月或年
plus, minus	加上或减去一个Duration或Period
withDayOfMont, withDayOfYear, withMonth, withYear	返回一个新的LocalDate，其月的日期、年的日期、月或年修改为给定的值
getDayOfMonth	获取是一月的第几天（1~31）
getDayOfYear	获取是一年的第几天（1~366）
getDayOfWeek	获取星期几，返回DayOfWeek枚举值
getMonth, getMonthValue	获取月份Month枚举值，或者1~12数字
getYear	获取年份，-999 999 999 ~ 999 999 999之间
until	获取Period，或者两个日期之间按照给定的ChrounoUnits计算的数值
isBefore, isAfter	将当前LocalDate与另一个LocalDate进行比较
isLeapYear	如果是闰年，返回true；否则返回false

注意：闰年指年份能被4整除，但是不能被100整除；或者能被400整除。
例子，程序员日是每年256天。计算方法：

LocalDate programmersDay = LocalDate.of(2020, 1, 1).plusDays(255);

日期间隔Period类

2个时间点Instant间隔是Duration，2个本地日期LocalDate直接的间隔是什么呢？
是Period，表示流逝的年、月或日的数量。
利用Period计算日期，和LocalDate计算日期差异：例如，计算下一年生日

LocalDate birthday = LocalDate.now();

// 根据当前生日日期，计算明年生日日期3种方式
birthday.plusYears(1); // 正确
birthday.plusDays(365); // 错误，会有闰年问题
birthday.plus(Period.ofYears(1)); // LocalDate日期对象 + Period所代表的日期间隔(时长)

如何计算2个本地日期之间时长？

LocalDate day1 = LocalDate.of(2015.1.1);
LocalDate day2 = LocalDate.now();

day1.until(day2); // 相隔5年11个月0天
day1.until(day2, ChronoUnit.DAYS);// 计算具体相隔多少天

异常情况：
有些方法可能创建出并不存在的日期，如1月31+1个月，不会产生2月31日，也不会抛出异常，而是返回该月最后一天。
例如，LocalDate.of(2016, 1, 31).plusMonths(1)和LocalDate.of(2016, 3, 31).minusMonths(1)都将产生2016年2月29日

日期调整器

略

本地时刻LocalTime

LocalTime表示当日时刻，如15:30:00。LocalTime默认24小时制，不关心AM/PM，交由格式器解决。
LocalTime创建

LocalTime rightNow = LocalTime.now();
LocalTime bedtime = LocalTime.of(22, 30); // 或者LocalTime.of(22, 30, 0) 表示时间24小时制 22时30分00秒

LocalTime常用方法

方法	描述
now, of	类方法，构建LocalTime对象。of方法从时分构建LocalTime对象，时分必选，秒、纳秒可选
plusHour, plusMinutes, plusSeconds, plusNanos	在当前LocalTime + 一定量小时、分钟、秒、纳秒
minusHour, minusMinutes, minusSeconds, minusNanos	在当前LocalTime - 一定量小时、分钟、秒、纳秒
plus, minus	加上或减去一个Duration
withHour, withMinute, withSecond, withNano	返回一个新LocalTime, 其小时、分钟、秒、纳秒修改为给定值
getHour, getMinute, getSecond, getNano	获取当前LocalDate的小时、分钟、秒、纳秒
toSecondOfDay, toNanoOfDay	返回午夜到当前秒或纳秒的数量
isBefore, isAfter	将当前LocalTime与另外一个LocalTime进行比较

LocalDateTime类

适合存储固定时区的时间点，如排课或排程。如果需要跨不同时区，或者跨越夏令时，应该使用ZonedDateTime类。

时区时间

时区时间有什么用？
在北京是17点44分，然而在纽约是4点44分，而在伦敦却是9点44分。在不同时区的人，如何约定好同一个时间举办一个会议？ 这就需要用到时区时间ZonedDateTime类。
互联网编码分配管理机构（IANAN）保存着一个数据库，里面存储着世界上所有已知的时区 IANAN官网，每年更新几次，批量更新会处理夏令时的变更规则。Java使用了IANAN数据库。

时区ZonedDateTime类

时区ID

每个时区都有一个时区ID，例如Anmerica/New_York和Europe/Berlin。
目前，全世界有进600个ID。

• 找出所有可用时区

ZoneId.getAvailableZoneIds()

• 给定时区ID，构建ZondId对象

ZoneId.of(id);

• 将LocalDateTime对象转换为ZonedDateTime对象
  两种方法

// 方法一
LocalDate local = local.now();
local.atZone(id);

// 方法二
ZonedDateTime.of(year, month, day, hour, minute, second, nano, zoneId);

// e.g.
ZonedDateTime apollolllaunch = ZonedDateTime.of(1969, 7, 16, 9, 32, 0, 0, ZoneId.of("America/New_York")); // 1969-07-16T09:32-04:00[America/New_York]
// 获得Instant, ZonedDateTime -> Instant
Instant instant = apollolllaunch.toInstant();
// Instant -> ZonedDateTime
instant.atZone(ZoneId.of("UTC")); // 获得格林威治皇家天文台的ZonedDateTime对象

ZonedDateTime类

ZonedDateTime许多方法与LocalDateTime类的相同，不过夏令时带来一些复杂性。

夏令时

夏令时，Daylight Saving Time，是一种节约能源而人为规定地方时间的制度，这一制度实行期间所采用的统一时间称为“夏令时”。一般在夏季人为将时间提前1小时，冬季又调回1小时，每个国家具体规定不同。
夏令时开始时，时钟要向前拨快一小时。夏令时结束时，时钟要拨慢一小时。

// e.g. 2013年, 中欧地区3月31日 2:00 切换到夏令时. 如果试图构建的时间是不存在的3月31日2:30，那么实际上得到的是3:30
ZonedDateTime skipped = ZonedDateTime.of(
      LocalDate.of(2013, 3, 31),
      LocalTime.of(2, 30),
      ZoneId.of("Europe/Berlin")
); // 2013年3月31日 3:30

// 夏令时结束时, 时钟要回拨慢一小时, 这样同一个本地时间就会有出现2次. 当构建位于这个时间段内的时间对象时, 会得到这2个时刻中较早的一个
ZonedDateTime ambiguous = ZonedDateTime.of(
LocalDate.of(2013, 10, 27),
LocalTime.of(2, 30),
ZoneId.of("Europe/Berlin")
); // 2013-10-27T02:30+02:00[Europe/Berlin]

ZonedDateTime anHourLater = ambiguous.plusHours(1); // 2013-10-27T02:30+01:00[Europe/Berlin]

// e.g 跨越夏令时边界事需要特别注意. 例如, 如果将会议设置在下个星期, 不要直接+7天Duration, 而应该使用Period类
ZonedDateTime nextMeeting = meeting.plus(Duration.ofDays(7)); // 错误做法

ZonedDateTime nextMeeting = meeting.plus(Period.ofDays(7)); // 正确做法

 
注意：offsetDateTime类，UTSC具有偏移量的时间，没有时区规则限制，用于专用应用，如某些网络协议。人类时区时间应该使用ZonedDateTime。

格式化和解析

格式器DateTimeFormatter

DateTimeFormatter类提供3种打印日期/时间值的格式器：

• 预定义的格式器
• Local相关的格式器
• 带有定制模式的格式器

注意：java.time.format.DateTimeFormatter类被设计用来替代java.util.DateFormat。如果为向后兼容需要使用后者，可以调用formatter.toFormat()。

示例：使用标准的格式器，直接调用DateTimeFormatter.format方法

ZonedDateTime apollolllaunch = ZonedDateTime.of(1969, 7, 16, 9, 32, 0, 0, ZoneId.of("America/New_York")); // 1969-07-16T09:32-04:00[America/New_York]

String formatted = DateTimeFormatter.ISO_OFFSET_DATE_TIME.format(apollolllaunch ); // 1969-07-16T09:32:00-04:00
System.out.println(formatted);

标准格式器主要是为了机器刻度的时间戳而设计的，向人类表示日期和时间，可以使用Locale相关格式器。
有4种与Locale相关的格式化风格：SHORT, MEDIUM, LONG, FULL.

Locale格式化风格

• 创建Locale相关格式化风格

// 创建DateTimeFormatter
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.LONG);
// 使用默认Locale
String formatted = formatter.format(apollolllaunch ); // 1969年7月16日 上午09时32分00秒
System.out.println(formatted);

// 使用withLocale, 切换到不同Locale
formatted = formatter.withLocale(Locale.FRENCH).format(apollolllaunch ); // 16 juillet 1969 09:32:00 EDT

// 按不同Locale和格式给出星期日期和月份名字
for (DayOfWeek w: DayOfWeek.values()) {
      // 打印星期几的英文简称: Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun 
      System.out.print(w.getDisplayName(TextStyle.SHORT, Locale.ENGLISH) + " "); 
}