38. 【Java教程】日期和时间处理

本小节我们将学习 Java 中的日期和时间，日期和时间在我们的实际开发中非常常用，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。通过本小节的学习，你将了解到什么是日期、什么是时间、什么是时区，Java 中 Date 类的 API 介绍，Calendar 日历类的使用，LocalDateTime 类的相关 API 介绍等内容。

1. 什么是日期和时间

日期指的是某一天，例如：

2024-6-5：2020 年 6 月 5 日；
1998-6-14：1998 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：

2024-6-5 10:30:23：2024 年 6 月 5 日 10 时 30 分 23 秒；
11:22:33：11 时 22 分 33 秒。

2. 什么是时区

我们知道，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。

3. Date 类的使用

java.util.Date 类日期表示特定的时间瞬间，精度为毫秒。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 常用方法

String toString()：将此日期对象转换为以下形式的字符串：星期月日时：分: 秒时区年；
long getTime()：返回此日期对象表示的自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 GMT 以来的毫秒数；
void setTime()：将此日期对象设置为表示 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 GMT 之后的时间点（毫秒）。

大多数其他方法都已经过期，此处不再一一列举，可翻阅官方文档以了解更多内容。

Tips：除了 java.util 包下的 Date 类，在 java.sql 包下也有一个 Date 类。它是对应数据库字段的日期类型的类，与数据库交互的时候才会用到，由于目前我们不涉及数据库相关知识，此处做一个了解即可。我们更常用的还是 java.util 包下的 Date 类。

3.3 实例

创建日期对象，并打印 toString() 方法的结果：

import java.util.Date;

/**
 * @author colorful@TaleLin
 */
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;

/**
 * @author colorful@TaleLin
 */
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

4. Calendar 类的使用

Calendar 类是一个抽象类，它提供了一些方法，用于在特定的时间瞬间与一组日历字段（如年、月、月、日、小时等）之间进行转换，以及用于处理日历字段（如获取下一周的日期）。

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();

4.3 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）

get(int field) 和 set(int field, int value) 方法的 field 参数是 int 类型，我们可以使用 Calendar 类下的一些静态字段来表示，如下是官方文档关于 Calendar 类的部分静态字段的截图：

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;

/**
 * @author colorful@TaleLin
 */
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 2024 年 06 月 5 日，运行结果如下：

今天是这一周的第3天
今天是这一月的第5天
今天是这一月的第1周
今天是这一年的第157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;

/**
 * @author colorful@TaleLin
 */
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。

5. Java8 后新的日期和时间 API

5.1 为什么要提供新的 API

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

新的日期时间 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;

/**
 * @author colorful@TaleLin
 */
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：

2024-06-05
11:17:48.618294
2020-06-05T14:11:48.618421

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：

// 2024-6-5
LocalDate date = LocalDate.of(2024, 6, 5);
// 11:15:10
LocalTime time = LocalTime.of(11, 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(2024, 6, 5, 14, 14);

6. 小结

通过本小节的学习，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。