java的时间日期类型-金沙1005

《java core》ed.11 读书笔记

java1.0有了date类（native方式）来处理时间相关
java1.1有了calendar类（不完美，实例是可变的（mutable），无法处理润秒（leap second）），date类中的大部分方法在这个版本过时
java8的java.time包解决了之前处理时间的类的缺点

时间线

秒的定义是源自地球自转一圈（606024=86400s），因为地球自传有轻微抖动（wobble），所以秒的精确定义根据铯-133原子的属性（1967）。此后，原子钟网络在保持官方时间。1972年开始，”润秒“偶尔出现（出现修改时间系统的讨论）。大多数计算机系统使用”更平滑“的方式来保持每天86400s。这是因为计算机的时间并不精确，且它是从外部时间服务来同步时间

java的date和time api规定java使用时间精度需要：

1. 一天86400s
2. 每天中午（noon）要匹配官方时间
3. 在一个精度控制下，尽量在其它时间匹配官方时间

调用静态方法instant.now()来获取当前时刻，通过equals compareto可以比较两个instant，可以把instant当作时间戳来用

instant start = instant.now();
runalgorithm();
instant end = instant.now();
// 获取两个instant的间隔
// duration是两个instant之间度过多少时间，可以通过调用tonanos, tomillis, toseconds（java8改为getseconds）, tominutes, tohours, or todays来获取不同时间单位
duration timeelapsed = duration.between(start, end);
long millis = timeelapsed.tomillis();

希望我今天分享的这篇文章可以帮到您。

如果需要纳秒精度，那么要注意溢出问题。一个long值可以保存300年的纳秒，如果duration中的值小于这个数，可以直接转换

duration instant都是immutable的，它们的方法都是返回一个新的对象

// 得到一个duration对象的不同部分，100s -> 1分40秒
int to(nanos|millis|seconds|minutes|hours)part() 9
long to(days|hours|minutes|seconds|millis|nanos)part() 9

local date

在java api中人类的时间有两种

1. local date/time
2. zoned time

local date/time拥有一天的日期信息和时间信息，但是没有时区相关的信息。例如一个日期june 14, 1903，它没有一天中的时间点也没有时区信息，所以它没有相关的instant时间点。july 16, 1969, 09:32:00 edt是一个zoned date/time，在时间线中代表一个准确时间

有很多计算是不需要带时区的时间的，有时甚至带时区时间会有负面影响（如果每周一10:00要开周会，那么下一次的时间是（t 60*60*24*7），如果碰巧度过了夏令时（白天长的夏天会把时钟调快1小时），那么实际的开会时间可能会早1个小时

因此，除非必须要处理时区，否则使用local date/time即可

localdate today = localdate.now(); // today's date
localdate alonzosbirthday = localdate.of(1903, 6, 14);
// uses the month enumeration month.june
// 月份不再是从0开始，年份也不是从1900年开始
alonzosbirthday = localdate.of(1903, month.june, 14);

local date的间隔是period，表示度过的年、月、日

birthday.plus(period.ofyears(1))
birthday.plusyears(1)
// 如果是闰年，得不到明年生日的准确日期
birthday.plus(duration.ofdays(365))

// 两个local date的间隔
independenceday.until(christmas)
independenceday.until(christmas, chronounit.days) // 174 days

// 返回1，即当周的第几天 dayofweek.monday
localdate.of(1900, 1, 1).getdayofweek().getvalue()
// dayofweek.tuesday
dayofweek.saturday.plus(3)

localdate start = localdate.of(2000, 1, 1);
localdate endexclusive = localdate.now();
// java9新方法，得到一个localdate对象的流
stream alldays = start.datesuntil(endexclusive);
// 每个月的第一天
stream firstdaysinmonth = start.datesuntil(endexclusive, period.ofmonths(1));

date adjusters

调节器是用来根据一个给定日期得到和它相关的某个日期

temporaladjusters类提供了一些静态方法来做一般的调节

// 一个月的第一个星期二
// 返回的localdate是一个新对象
localdate firsttuesday = localdate.of(year, month, 1)
    .with(temporaladjusters.nextorsame(dayofweek.tuesday));

通过实现temporaladjuster接口，可以实现自己的调节器（adjuster）

// 计算下一个工作日
// w的类型是temporal，必须要转为localdate，也可以通过ofdateadjuster（参数是unaryoperator类型的lambda表达式）来替代类型转换
temporaladjuster next_workday = w ->
{
    var result = (localdate) w;
    do
    {
        result = result.plusdays(1);
    }
    // 周日开始工作日
    while (result.getdayofweek().getvalue() >= 6);
    return result;
};
localdate backtowork = today.with(next_workday);
// 通过ofdateadjuster
temporaladjuster next_workday = temporaladjusters.ofdateadjuster(w ->
{
    localdate result = w; // no cast
    do
    {
        result = result.plusdays(1);
    }
    while (result.getdayofweek().getvalue() >= 6);
    return result;
});

local time

localtime代表一天中的时间，例如15:30:00

// 获取时间
localtime rightnow = localtime.now();
localtime bedtime = localtime.of(22, 30); // or localtime.of(22, 30, 0)
// plus/minus 操作是在24小时内范围
localtime wakeup = bedtime.plushours(8); // wakeup is 6:30:00

localtime本身不关心am pm，使用格式化类来处理这类问题

localdatetime类代表一个日期 一个时间，这个类适合存储在固定时区下的一个时间点。然而，如果要处理跨过夏令时或者处理不同时区的用户，那么应该使用zoneddatetime

zoned time

时区是人为划分的，所以比地球自转带来的复杂性更烦（！）。现实世界中，我们遵循格林威治时间（中国横跨4个时区）

internet assigned numbers authority (iana)拥有一个数据库(www.iana.org/time-zones)，它包括全世界所有的时区，每年都会更新几次，这些更新是为了处理夏令时的规则。java使用了iana数据库。每个时区有一个id，例如america/new_york europe/berlin。为了找到所有的时区，调用zoneid.getavailablezoneids（写书的时候有将近600个id）（写这篇的时候是601）。给定一个时区id，调用zoneid.of(id)会产生一个zoneid对象，可以使用这个对象将localdatetime对象改为一个zoneddatetime对象（调用local.atzone(zoneid)），或者通过zoneddatetime.of(year, month, day, hour, minute, second, nano, zoneid)来构建一个zoneddatetime对象

// 1969-07-16t09:32-04:00[america/new_york]
zoneddatetime apollo11launch = zoneddatetime.of(1969, 7, 16, 9, 32, 0, 0, zoneid.of("america/new_york"));
// 获取instant
apollo11launch.toinstant()
// 如果有一个instant，那么可以将其转为某时区 zoneddatetime，也可以传不同的时区id
instant.atzone(zoneid.of("utc"))

utc时间是在greenwich royal observatory的时间，没有夏令时

zoneddatetime的大部分方法和localdatetime类似（参考api）

夏令时问题：
在2013年，中欧在3月31号2:00调整了夏令时，如果想创建一个不存在时间 3月31号2:30，实际上会得到一个3:30

// constructs march 31 3:30
zoneddatetime skipped = zoneddatetime.of(localdate.of(2013, 3, 31), localtime.of(2, 30), zoneid.of("europe/berlin"));

相反，夏令时结束的时候，时候会被调回1个小时，那么同一个local time会有两个instant，在这个时间跨度中创建一个时间，会拿到这两个时间点中早的那个

zoneddatetime ambiguous = zoneddatetime.of(localdate.of(2013, 10, 27), // end of daylight savings time
localtime.of(2, 30),
// 2013-10-27t02:30 02:00[europe/berlin]
zoneid.of("europe/berlin"));
// 2013-10-27t02:30 01:00[europe/berlin]
zoneddatetime anhourlater = ambiguous.plushours(1);

一个小时后，时间有了固定的小时和分钟数，但是时区的偏移值已经改变了。在调节度过夏令时的日期时，不要加7天，而是使用period

// 不要使用这种方式
zoneddatetime nextmeeting = meeting.plus(duration.ofdays(7));
// ok
zoneddatetime nextmeeting = meeting.plus(period.ofdays(7));

offsetdatetime类表示utc时间的偏移量（不算时区规则），这个类一般用于特殊应用（不需要那些时区规则的，例如一些网络协议）。对人类时间来说，使用zoneddatetime

formatting and parsing

datetimeformatter提供了三种formatter来打印date/time值

1. 预定义的标准formatter
2. 地区指定（locale-specific）formatter
3. 自定义模式的formatter

要使用formatter，调用format

// 1969-07-16t09:32:00-04:00"
string formatted = datetimeformatter.iso_offset_date_time.format(launch)

预定义的formatter

这些标准的formatter主要是为了机器易读的时间戳。人类易读的日期和时间使用locale-specific formatter。4中style short medium long full

使用oflocalizeddate oflocalizedtime oflocalizeddatetime来创建一个formatter

datetimeformatter formatter = datetimeformatter.oflocalizeddatetime(formatstyle.long);
// july 16, 1969 9:32:00 am edt
string formatted = formatter.format(apollo11launch);
// 改变默认地区
// 16 juillet 1969 09:32:00 edt
formatted = formatter.withlocale(locale.french).format(apollo11launch);
// prints mon tue wed thu fri sat sun
for (dayofweek w : dayofweek.values())
    system.out.print(w.getdisplayname(textstyle.short, locale.english)   " ");
    
// datetimeformatter是dateformat的代替，如果需要后者，可以使用toformat
formatter.toformat().

通过指定pattern自己创建formatter，模式参考下表

要从一个字符串转为一个日期/时间对象，调用parse方法

localdate churchsbirthday = localdate.parse("1903­06­14");
zoneddatetime apollo11launch = zoneddatetime.parse("1969­07­16 03:32:00­0400", datetimeformatter.ofpattern("yyyy­mm­dd hh:mm:ssxx"));

和历史代码的互操作

java曾经的时间相关处理类包括java.util.date java.util.gregoriancalendar java.sql.date/time/timestamp

instant类和java.util.date类是最为相似的，在java8中，java.util.date类添加了两个方法（toinstant将date转为instant from从别的位置转过来）

zoneddatetime和java.util.gregoriancalendar最为相似，java8中，java.util.gregoriancalendar使用tozoneddatetime方法将gregoriancalendar转为zoneddatetime，from方法做相反的转换

java.sql包中的日期、时间不允许使用（！）

可以把datetimeformatter类传入历史代码需要java.text.format对象的地方