Java8系列 (六) 新的日期和时间API

概述

在Java8之前, 我们一般都是使用 SimpleDateFormat 来解析和格式化日期时间, 但它是线程不安全的。

    @Test
    public void test() {
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmmss");
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executorService.execute(() -> {
                try {
                    Date date = sdf.parse("20191103091515");
                    System.out.println(date.toString());
                } catch (ParseException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        executorService.shutdown();
    }

多次运行上面这段程序, 会报不同的异常, 下面是其中的一种

Exception in thread "pool-1-thread-2" Exception in thread "pool-1-thread-4" Exception in thread "pool-1-thread-3" java.lang.NumberFormatException: empty String
    at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1842)
    at sun.misc.FloatingDecimal.parseDouble(FloatingDecimal.java:110)
    at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:538)
    at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:169)
    at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2089)
    at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1867)
    at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514)
    at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364)
    at com.java8.action.Demo.lambda$test$0(Demo.java:25)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

原因也很简单, 查看一下源码, 发现 SimpleDateFormat 类继承了父类 DateFormat 的成员变量  protected Calendar calendar; , 而Calendar 类没有被 final 修饰, 是可以被修改的。

回到上面这个问题, 看一下 SimpleDateFormat 的解析日期时间的API

进入 establish() 方法里面看一下

到此, 已经基本明了, 因为每次 SimpleDateFormat 解析日期时间都会清空一下它的成员变量 calendar 的值, 所以当多个线程并发访问同一个 SimpleDateformat 时, 就会有线程不安全问题。

解决方式也很简单, 你可以使用 ThreadLocal 类存放 SimpleDateFormat 对象, 让每个线程拥有自己的SimpleDateFormat对象。

    /**Map键对应不同的解析规则字符串, 比如yyyyMMdd*/
    private static Map<String, ThreadLocal<SimpleDateFormat>> tl = new HashMap<>();

回到我们今天的主题, 在Java8中引入了新的日期和时间API, 这也是下面要介绍的内容。

新的日期时间类都被 final 修饰, 不存在想上面介绍的老版本API的线程不安全问题。

LocalDate、LocalTime和LocalDateTime

LocalDate和LocalTime, LocalDateTime 提供了许多静态工厂方法来创建它们的实例对象, 并且这三者之间可以很方便的互相进行类型转换。

    @Test
    public void test() {
        //静态方法创建对象
        LocalDate ld = LocalDate.of(2019, 10, 3);
        System.out.println(ld.getYear() + "\t" + ld.getMonth() + "\t" + ld.getDayOfMonth() + "\t" + ld.getDayOfWeek() + "\t" + ld.lengthOfMonth() + "\t" + ld.isLeapYear());//result: 2019    OCTOBER    3    THURSDAY    31    false
        LocalDate now = LocalDate.now();
        System.out.println(now.get(ChronoField.YEAR) + "\t" + now.get(ChronoField.MONTH_OF_YEAR) + "\t" + now.get(ChronoField.DAY_OF_MONTH));//result: 2019    11    3

        LocalTime lt = LocalTime.of(20, 44, 12);
        System.out.println(lt.getHour() + "\t" + lt.getMinute() + "\t" + lt.getSecond());//result: 20    44    12
        //解析字符串
        LocalDate ld2 = LocalDate.parse("2019-10-05");//默认格式: yyyy-MM-dd
        System.out.println(ld2.toString());//result: 2019-10-05
        LocalTime lt2 = LocalTime.parse("20:42:12.828");//默认格式: HH:mm:ss.SSS
        System.out.println(lt2.toString());//result: 20:42:12.828
        //互相进行类型转换
        LocalDateTime ldt = LocalDateTime.of(2019, 10, 5, 21, 12, 10, 888).atZone(ZoneId.of("Asia/Shanghai")).toLocalDateTime();
        LocalDateTime ldt2 = LocalDateTime.of(ld2, lt2);// 2019-10-05T20:42:12.828
        LocalDateTime ldt3 = ld2.atTime(10, 10, 10);// 2019-10-05T10:10:10
        LocalDateTime ldt4 = ld2.atTime(lt2);
        LocalDateTime ldt5 = lt2.atDate(ld2);
        LocalDateTime ldt6 = LocalDateTime.parse("2019/10/05 20:20:20.888", DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss.SSS"));
        LocalDate ld6 = ldt6.toLocalDate();
        LocalTime lt6 = ldt6.toLocalTime();
    }

Instant

Instant对时间的建模方式是以UTC时区的1970年1月1日午夜时分开始所经历的秒数进行计算，它不包含时区信息。Instant类是为了方便计算机处理日期和时间而设计的。

 Instant.now().toEpochMilli()  可以获取当前时间的时间戳, 另外, Instant 提供了类似 ofEpochMilli() 的方法根据某个时间戳获取 Instant 实例, isBefore()和isAfter() 则用来比较两个 Instant 的大小

    @Test
    public void test2() {
        long milli = Instant.now().toEpochMilli();//获取当前时间戳
        Instant instant = Instant.ofEpochMilli(1572749169937L);//根据某个时间戳获取Instant实例
        Instant instant2 = instant.minusSeconds(1000L);
        System.out.println(instant.isAfter(instant2));//true
    }

Duration和Period

Duration 对象用秒和纳秒来衡量时间的长短，如果想要对多个时间对象进行日期运算，可以用 Period 类

    @Test
    public void test3() {
        Duration d1 = Duration.between(LocalDateTime.of(2019, 10, 7, 15, 55, 55, 888), LocalDateTime.now());
        Duration d2 = Duration.between(LocalTime.of(17, 55, 10), LocalTime.now());
        Duration d3 = Duration.between(Instant.ofEpochMilli(1570544602000L), Instant.now());
        System.out.println(d3.toHours());// 612
        //Duration对象用秒和纳秒来衡量时间的长短，所以入参不能使用LocalDate类型, 否则抛UnsupportedTemporalTypeException: Unsupported unit: Seconds
        //Duration.between(LocalDate.of(2019, 10, 7), LocalDate.now());

        //如果想要对多个时间对象进行日期运算，可以用Period
        Period p1 = Period.between(LocalDate.of(2018, 8, 30), LocalDate.now());
        System.out.println(p1.getYears() + "\t" + p1.getMonths() + "\t" + p1.getDays());// 1    2    4
        //工厂方法介绍
        Duration threeMinutes = Duration.ofMinutes(3);
        threeMinutes = Duration.of(3, ChronoUnit.MINUTES);
        Period tenDays = Period.ofDays(10);
        Period threeWeeks = Period.ofWeeks(3);
        Period twoYearsSixMonthsOneDay = Period.of(2, 6, 1);
    }

Temporal接口

LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Instant类都实现了 Temporal 接口，有很多通用的处理日期和时间的方法，比如plus(), minus(), with()

    @Test
    public void test4() {
        LocalDate ld = LocalDate.of(2019, 10, 7);
        //修改时间对象的某个属性值,返回一个新的对象
        LocalDate ld2 = ld.withDayOfYear(365);//2019-12-31
        LocalDate ld3 = ld.withDayOfMonth(18);//2019-10-18
        LocalDate ld4 = ld.with(ChronoField.MONTH_OF_YEAR, 8);//2019-08-07
        //对时间对象进行加减运算
        LocalDate ld5 = ld.plusWeeks(2L);//2019-10-21
        LocalDate ld6 = ld.minusYears(9L);//2010-10-07
        LocalDate ld7 = ld.plus(Period.ofMonths(2));//2019-12-07
        LocalDate ld8 = ld.plus(2L, ChronoUnit.MONTHS);//2019-12-07

        LocalTime lt = LocalTime.parse("10:10:10.888");
        LocalTime lt1 = lt.plus(Duration.ofHours(2L));//12:10:10.888
        LocalTime lt2 = lt.plus(120L, ChronoUnit.MINUTES);//12:10:10.888
    }

TemporalAdjuster接口

TemporalAdjuster 类提供了更多对日期定制化操作的功能, 诸如将日期调整到下个工作日、本月的最后的一天、今年的第一天等等。

    @Test
    public void test5() {
        LocalDate ld = LocalDate.of(2019, 10, 7);
        LocalDate ld1 = ld.with(TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.FRIDAY));//2019-10-11
        LocalDate ld2 = ld.with(TemporalAdjusters.nextOrSame(DayOfWeek.MONDAY));//2019-10-07
        LocalDate ld3 = ld.with(TemporalAdjusters.firstDayOfNextMonth());//2019-11-01

        //自定义TemporalAdjuster, 来计算下一个工作日所在的日期
        LocalDate ld4 = LocalDate.of(2019, 10, 11).with(temporal -> {
            DayOfWeek now = DayOfWeek.of(temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK));
            long dayToAdd = now.equals(DayOfWeek.FRIDAY) ? 3L : now.equals(DayOfWeek.SATURDAY) ? 2L : 1L;
            return temporal.plus(dayToAdd, ChronoUnit.DAYS);
        });//2019-10-14
        //对于经常复用的相同操作，可以将逻辑封装一个类中
        TemporalAdjuster temporalAdjuster = TemporalAdjusters.ofDateAdjuster(temporal -> {
            DayOfWeek now = DayOfWeek.of(temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK));
            long dayToAdd = now.equals(DayOfWeek.FRIDAY) ? 3L : now.equals(DayOfWeek.SATURDAY) ? 2L : 1L;
            return temporal.plus(dayToAdd, ChronoUnit.DAYS);
        });
    }

DateTimeFormatter

DateTimeFormatter 用于进行可定制的日期时间格式化, 功能相当于以前的 SimpleDateFormat 类

    @Test
    public void test6() {
        //日期转字符串
        LocalDate ld = LocalDate.of(2019, 10, 7);
        String s1 = ld.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);//20191007
        String s2 = ld.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);//2019-10-07
        //字符串转日期
        LocalDateTime ld1 = LocalDateTime.parse("2019-10-07 22:22:22.555", DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS"));
    }

ZoneId时区

ZoneId 是老版本的 TimeZone 的替代品, ZonedDateTime 代表了相对于指定时区的时间点

    @Test
    public void test7() {
        //LocalDate、LocalDateTime、Instant 转 ZonedDateTime
        ZonedDateTime zdt1 = LocalDate.of(2019, 10, 7).atStartOfDay(ZoneId.systemDefault());
        ZonedDateTime zdt2 = LocalDateTime.of(2019, 10, 7, 15, 55, 55, 888).atZone(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
        ZonedDateTime zdt3 = Instant.now().atZone(ZoneId.of("Asia/Yerevan"));

        //Instant转LocalDateTime
        LocalDateTime ldt1 = LocalDateTime.ofInstant(Instant.now(), ZoneId.systemDefault());
        //下面的两个栗子介绍了ZoneOffset，他是利用和 UTC/格林尼治时间的固定偏差计算时区，但不推荐使用，因为ZoneOffset并未考虑任何夏令时的影响
        LocalDateTime ldt2 = LocalDateTime.ofInstant(Instant.now(), ZoneOffset.of("+8"));
        //LocalDateTime转Instant
        Instant instant = LocalDateTime.of(2019, 10, 7, 15, 55, 55).toInstant(ZoneOffset.of("+4"));
    }

参考资料

Java8 实战

SimpleDateFormat线程不安全及解决办法

Java进阶（七）正确理解Thread Local的原理与适用场景

作者：张小凡
出处：https://www.cnblogs.com/qingshanli/
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