Java编程的逻辑 (95)

Java编程的逻辑 (95)
本系列文章经补充和完善，已修订整理成书《Java编程的逻辑》，由机械工业出版社华章分社出版，于2018年1月上市热销，读者好评如潮！各大网店和书店有售，欢迎购买，京东自营链接：http://item.jd.com/12299018.html

本节继续探讨Java 8的新特性，主要是介绍Java 8对日期和时间API的增强，关于日期和时间，我们在之前已经介绍过两节了，32节介绍了Java 1.8以前的日期和时间API，主要的类是Date和Calendar，由于它的设计有一些不足，业界广泛使用的是一个第三方的类库Joda-Time，关于Joda-time，我们在33节进行了介绍。Java 1.8学习了Joda-time，引入了一套新的API，位于包java.time下，本节，我们就来简要介绍这套新的API。

我们先从日期和时间的表示开始。

表示日期和时间

基本概念

我们在32节介绍过日期和时间的几个基本概念，这里简要回顾下。
- 时刻：所有计算机系统内部都用一个整数表示时刻，这个整数是距离格林尼治标准时间1970年1月1日0时0分0秒的毫秒数，可以理解时刻就是绝对时间，它与时区无关，不同时区对同一时刻的解读，即年月日时分秒是不一样的；
- 时区：同一时刻，世界上各个地区的时间可能是不一样的，具体时间与时区有关，一共有24个时区，英国格林尼治是0时区，北京是东八区，也就是说格林尼治凌晨1点，北京是早上9点；
- 年历：我们都知道，中国有公历和农历之分，公历和农历都是年历，不同的年历，一年有多少月，每月有多少天，甚至一天有多少小时，这些可能都是不一样的，我们主要讨论公历。
Java 8中表示日期和时间的类有多个，主要的有：
- Instant：表示时刻，不直接对应年月日信息，需要通过时区转换
- LocalDateTime: 表示与时区无关的日期和时间信息，不直接对应时刻，需要通过时区转换
- LocalDate：表示与时区无关的日期，与LocalDateTime相比，只有日期信息，没有时间信息
- LocalTime：表示与时区无关的时间，与LocalDateTime相比，只有时间信息，没有日期信息
- ZonedDateTime：表示特定时区的日期和时间
- ZoneId/ZoneOffset：表示时区
类比较多，但概念更为清晰了，下面我们逐个来看下。

Instant

Instant表示时刻，获取当前时刻，代码为：
```
Instant now = Instant.now();
```
可以根据Epoch Time (纪元时)创建Instant，比如，另一种获取当前时刻的代码可以为：
```
Instant now = Instant.ofEpochMilli(System.currentTimeMillis());
```
我们知道，Date也表示时刻，Instant和Date可以通过纪元时相互转换，比如，转换Date为Instant，代码为：
```
public static Instant toInstant(Date date) {
    return Instant.ofEpochMilli(date.getTime());
}
```
转换Instant为Date，代码为：
```
public static Date toDate(Instant instant) {
    return new Date(instant.toEpochMilli());
}
```
Instant有很多基于时刻的比较和计算方法，大多比较直观，我们就不列举了。

LocalDateTime

LocalDateTime表示与时区无关的日期和时间信息，获取系统默认时区的当前日期和时间，代码为：
```
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.now();
```
还可以直接用年月日等信息构建LocalDateTime，比如，表示2017年7月11日20点45分5秒，代码可以为：
```
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.of(2017, 7, 11, 20, 45, 5);
```
LocalDateTime有很多方法，可以获取年月日时分秒等日历信息，比如：
```
public int getYear()
public int getMonthValue()
public int getDayOfMonth()
public int getHour()
public int getMinute()
public int getSecond()
```
还可以获取星期几等信息，比如：
```
public DayOfWeek getDayOfWeek() 
```
DayOfWeek是一个枚举，有七个取值，从DayOfWeek.MONDAY到DayOfWeek.SUNDAY。

LocalDateTime不能直接转为时刻Instant，转换需要一个参数ZoneOffset，ZoneOffset表示相对于格林尼治的时区差，北京是+08:00，比如，转换一个LocalDateTime为北京的时刻，方法为：
```
public static Instant toBeijingInstant(LocalDateTime ldt) {
    return ldt.toInstant(ZoneOffset.of("+08:00"));
}
```
给定一个时刻，使用不同时区解读，日历信息是不同的，Instant有方法根据时区返回一个ZonedDateTime：
```
public ZonedDateTime atZone(ZoneId zone)
```
默认时区是ZoneId.systemDefault()，可以这样构建ZoneId：
```
//北京时区
ZoneId bjZone = ZoneId.of("GMT+08:00")
```
ZoneOffset是ZoneId的子类，可以根据时区差构造。

LocalDate/LocalTime

可以认为，LocalDateTime由两部分组成，一部分是日期LocalDate，另一部分是时间LocalTime，它们的用法也很直观，比如：
```
//表示2017年7月11日
LocalDate ld = LocalDate.of(2017, 7, 11);

//当前时刻按系统默认时区解读的日期
LocalDate now = LocalDate.now();

//表示21点10分34秒
LocalTime lt = LocalTime.of(21, 10, 34);

//当前时刻按系统默认时区解读的时间
LocalTime time = LocalTime.now();
```
LocalDateTime由LocalDate和LocalTime构成，LocalDate加上时间可以构成LocalDateTime，LocalTime加上日期可以构成LocalDateTime，比如：
```
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.of(2017, 7, 11, 20, 45, 5);
LocalDate ld = ldt.toLocalDate(); //2017-07-11
LocalTime lt = ldt.toLocalTime(); // 20:45:05

//LocalDate加上时间，结果为2017-07-11 21:18:39
LocalDateTime ldt2 = ld.atTime(21, 18, 39);

//LocalTime加上日期，结果为2016-03-24 20:45:05
LocalDateTime ldt3 = lt.atDate(LocalDate.of(2016, 3, 24));
```
ZonedDateTime

ZonedDateTime表示特定时区的日期和时间，获取系统默认时区的当前日期和时间，代码为：
```
ZonedDateTime zdt = ZonedDateTime.now();
```
LocalDateTime.now()也是获取默认时区的当前日期和时间，有什么区别呢？LocalDateTime内部不会记录时区信息，只会单纯记录年月日时分秒等信息，而ZonedDateTime除了记录日历信息，还会记录时区，它的其他大部分构建方法都需要显式传递时区，比如：
```
//根据Instant和时区构建ZonedDateTime
public static ZonedDateTime ofInstant(Instant instant, ZoneId zone)

//根据LocalDate, LocalTime和ZoneId构造
public static ZonedDateTime of(LocalDate date, LocalTime time, ZoneId zone) 
```
ZonedDateTime可以直接转换为Instant，比如：
```
ZonedDateTime ldt = ZonedDateTime.now();
Instant now = ldt.toInstant();
```
格式化/解析字符串

Java 8中，主要的格式化类是java.time.format.DateTimeFormatter，它是线程安全的，看个例子：
```
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.of(2016,8,18,14,20,45);
System.out.println(formatter.format(ldt));
```
输出为：
```
2016-08-18 14:20:45
```
将字符串转化为日期和时间对象，可以使用对应类的parse方法，比如：
```
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String str = "2016-08-18 14:20:45";
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.parse(str, formatter);
```
设置和修改时间

修改时期和时间有两种方式，一种是直接设置绝对值，另一种是在现有值的基础上进行相对增减操作，Java 8的大部分类都支持这两种方式，另外，与Joda-Time一样，Java 8的大部分类都是不可变类，修改操作是通过创建并返回新对象来实现的，原对象本身不会变。

我们来看一些例子。

调整时间为下午3点20

代码示例为：
```
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.now();
ldt = ldt.withHour(15).withMinute(20).withSecond(0).withNano(0);
```
还可以为：
```
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.now();
ldt = ldt.toLocalDate().atTime(15, 20);
```
三小时五分钟后

示例代码为：
```
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.now();
ldt = ldt.plusHours(3).plusMinutes(5);
```
LocalDateTime有很多plusXXX和minusXXX方法，用于相对增加和减少时间。

今天0点

可以为：
```
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.now();
ldt = ldt.with(ChronoField.MILLI_OF_DAY, 0);      
```
ChronoField是一个枚举，里面定义了很多表示日历的字段，MILLI_OF_DAY表示在一天中的毫秒数，值从0到(24 * 60 * 60 * 1,000) - 1。

还可以为：
```
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.of(LocalDate.now(), LocalTime.MIN);
```
LocalTime.MIN表示"00:00"

也可以为：
```
LocalDateTime ldt = LocalDate.now().atTime(0, 0);
```
下周二上午10点整

可以为：
```
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.now();
ldt = ldt.plusWeeks(1).with(ChronoField.DAY_OF_WEEK, 2)
    .with(ChronoField.MILLI_OF_DAY, 0).withHour(10);
```
下一个周二上午10点整

上面下周二指定是下周，如果是下一个周二呢？这与当前是周几有关，如果当前是周一，则下一个周二就是明天，而其他情况则是下周，代码可以为：
```
LocalDate ld = LocalDate.now();
if(!ld.getDayOfWeek().equals(DayOfWeek.MONDAY)){
    ld = ld.plusWeeks(1);
}
LocalDateTime ldt = ld.with(ChronoField.DAY_OF_WEEK, 2).atTime(10, 0);
```
针对这种复杂一点的调整，Java 8有一个专门的接口TemporalAdjuster，这是一个函数式接口，定义为：
```
public interface TemporalAdjuster {
    Temporal adjustInto(Temporal temporal);
}
```
Temporal是一个接口，表示日期或时间对象，Instant，LocalDateTime，LocalDate等都实现了它，这个接口就是对日期或时间进行调整，还有一个专门的类TemporalAdjusters，里面提供了很多TemporalAdjuster的实现，比如，针对下一个周几的调整，方法是：
```
public static TemporalAdjuster next(DayOfWeek dayOfWeek)
```
针对上面的例子，代码可以为：
```
LocalDate ld = LocalDate.now();
LocalDateTime ldt = ld.with(TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.TUESDAY)).atTime(10, 0);
```
这个next方法是怎么实现的呢？看代码：
```
public static TemporalAdjuster next(DayOfWeek dayOfWeek) {
    int dowValue = dayOfWeek.getValue();
    return (temporal) -> {
        int calDow = temporal.get(DAY_OF_WEEK);
        int daysDiff = calDow - dowValue;
        return temporal.plus(daysDiff >= 0 ? 7 - daysDiff : -daysDiff, DAYS);
    };
}
```
它内部封装了一些条件判断和具体调整，提供了更为易用的接口。

TemporalAdjusters中还有很多方法，部分方法如下：
```
public static TemporalAdjuster firstDayOfMonth()
public static TemporalAdjuster lastDayOfMonth()
public static TemporalAdjuster firstInMonth(DayOfWeek dayOfWeek)
public static TemporalAdjuster lastInMonth(DayOfWeek dayOfWeek)
public static TemporalAdjuster previous(DayOfWeek dayOfWeek)
public static TemporalAdjuster nextOrSame(DayOfWeek dayOfWeek)
```
这些方法的含义比较直观，就不解释了，它们主要是封装了日期和时间调整的一些基本操作，更为易用。

明天最后一刻

代码可以为：
```
LocalDateTime ldt = LocalDateTime.of(LocalDate.now().plusDays(1), LocalTime.MAX);
```
或者为：
```
LocalDateTime ldt = LocalTime.MAX.atDate(LocalDate.now().plusDays(1));
```
本月最后一天最后一刻

代码可以为：
```
LocalDateTime ldt =  LocalDate.now()
        .with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth())
        .atTime(LocalTime.MAX);
```
lastDayOfMonth()是怎么实现的呢？看代码：
```
public static TemporalAdjuster lastDayOfMonth() {
    return (temporal) -> temporal.with(DAY_OF_MONTH, temporal.range(DAY_OF_MONTH).getMaximum());
}        
```
这里使用了range方法，从它的返回值可以获取对应日历单位的最大最小值，展开来，本月最后一天最后一刻的代码还可以为：
```
long maxDayOfMonth = LocalDate.now().range(ChronoField.DAY_OF_MONTH).getMaximum();
LocalDateTime ldt =  LocalDate.now()
        .withDayOfMonth((int)maxDayOfMonth)
        .atTime(LocalTime.MAX);
```
下个月第一个周一的下午5点整

代码可以为：
```
LocalDateTime ldt = LocalDate.now()
        .plusMonths(1)
        .with(TemporalAdjusters.firstInMonth(DayOfWeek.MONDAY))
        .atTime(17, 0);       
```
时间段的计算

Java 8中表示时间段的类主要有两个，Period和Duration，Period表示日期之间的差，用年月日表示，不能表示时间，Duration表示时间差，用时分秒表等表示，也可以用天表示，一天严格等于24小时，不能用年月表示，下面看一些例子。

计算两个日期之间的差

看个Period的例子：
```
LocalDate ld1 = LocalDate.of(2016, 3, 24);
LocalDate ld2 = LocalDate.of(2017, 7, 12);
Period period = Period.between(ld1, ld2);
System.out.println(period.getYears() + "年"
        + period.getMonths() + "月" + period.getDays() + "天");
```
输出为：
```
1年3月18天
```
根据生日计算年龄

示例代码可以为：
```
LocalDate born = LocalDate.of(1990,06,20);
int year = Period.between(born, LocalDate.now()).getYears();
```
计算迟到分钟数

假定早上9点是上班时间，过了9点算迟到，迟到要统计迟到的分钟数，怎么计算呢？看代码：
```
long lateMinutes = Duration.between(
        LocalTime.of(9,0),
        LocalTime.now()).toMinutes(); 
```
与Date/Calendar对象的转换

Java 8的日期和时间API没有提供与老的Date/Calendar相互转换的方法，但在实际中，我们可能是需要的，前面介绍了，Date可以与Instant通过毫秒数相互转换，对于其他类型，也可以通过毫秒数/Instant相互转换。

比如，将LocalDateTime按默认时区转换为Date，代码可以为：
```
public static Date toDate(LocalDateTime ldt){
    return new Date(ldt.atZone(ZoneId.systemDefault())
            .toInstant().toEpochMilli());
}
```
将ZonedDateTime转换为Calendar，代码可以为：
```
public static Calendar toCalendar(ZonedDateTime zdt) {
    TimeZone tz = TimeZone.getTimeZone(zdt.getZone());
    Calendar calendar = Calendar.getInstance(tz);
    calendar.setTimeInMillis(zdt.toInstant().toEpochMilli());
    return calendar;
}
```
Calendar保持了ZonedDateTime的时区信息。

将Date按默认时区转为LocalDateTime，代码可以为：
```
public static LocalDateTime toLocalDateTime(Date date) {
    return LocalDateTime.ofInstant(
            Instant.ofEpochMilli(date.getTime()),
            ZoneId.systemDefault());
}
```
将Calendar转为ZonedDateTime，代码可以为：
```
public static ZonedDateTime toZonedDateTime(Calendar calendar) {
    ZonedDateTime zdt = ZonedDateTime.ofInstant(
            Instant.ofEpochMilli(calendar.getTimeInMillis()),
            calendar.getTimeZone().toZoneId());
    return zdt;
}
```
小结

本节简要介绍了Java 8中的日期和时间API，相比以前版本的Date和Calendar，它引入了更多的类，但概念更为清晰了，更为强大和易用了，Java 8学习了Joda-Time的很多概念和实现，与我们之前介绍的Joda-Time很像。

从91节讨论Lambda表达式到本节，关于Java 8的主要内容，我们就介绍完了。

同时，关于整个Java编程的基础部分，通过共95节的内容，我们也基本探讨完了，下一节是本系列文章的最后一篇，我们对全部95节内容进行简要梳理。

(与其他章节一样，本节所有代码位于 https://github.com/swiftma/program-logic，位于包shuo.laoma.java8.c95下)

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原文地址：https://www.cnblogs.com/swiftma/p/7424888.html