java的TimeUtils或者DateUtils的編寫心得
摘要：
一、幾種常見的日期和時間類介紹
介紹時間工具類不可避免必須要去觸碰幾個常見的日期和時間類，所以就簡單介紹一下。
1、jdk1.8之前的日期時間類
a、Date類
我們可以通過new的方式生成一個Date物件，建構函式有參的和無參的,無參的是獲取當前的系統的時間，Date這個類有...
一、幾種常見的日期和時間類介紹
介紹時間工具類不可避免必須要去觸碰幾個常見的日期和時間類，所以就簡單介紹一下。
1、jdk1.8之前的日期時間類
a、Date類
我們可以通過new的方式生成一個Date物件，建構函式有參的和無參的,無參的是獲取當前的系統的時間，Date這個類有不少過期的方法，而且Date是執行緒不安全的，所以當你需要考慮執行緒安全的情況時，Date其實使用起來有一定的侷限。Date類中有fastTime成員變數，所以對於一個Date來說，存有時間戳的，這就給各種日期和時間物件的的轉換提供了可能。
b、Calendar類
這是一個抽象類，其有多個子類補充了很多其他的功能。Calendar翻譯過來就是日曆，所以我們可以獲取日期哪一年、哪一個月和哪一天，以及計算和獲取某個月的第一天等等。Calendar也是執行緒不安全的，其中的set方法其實可以修改Calendar中的成員變數。
c、SimpleDateFormat
在java8之前我們一般習慣使用SimpleDateFormat這個類來進行時間轉換成字串的操作。但是這個類是執行緒不安全的，這就意味著我們在轉換時候存在著轉換風險，當然我們有解決的方法，一個是使用本地變數ThreadLocal存放SimpleDateFormat，如果使用Map來存放，其實在生成的時候還是有執行緒安全的問題，這裡我們使用悲觀鎖來做一下限制，當然也可以使用執行緒安全的Map(Hashtable、synchronizedMap、ConcurrentHashMap)。
下面使用synchronized加鎖：
/** 鎖物件 */
private static final Object lockObj = new Object();
/** 存放不同的日期模板格式的sdf的Map */
private static Map<String, ThreadLocal<SimpleDateFormat>> sdfMap = new HashMap<String, ThreadLocal<SimpleDateFormat>>();
/**
* 返回一個ThreadLocal的sdf,每個執行緒只會new一次sdf
*
* @param pattern
* @return
*/
private static SimpleDateFormat getSdf(final String pattern) {
ThreadLocal<SimpleDateFormat> tl = sdfMap.get(pattern);
// 生成的時候我們需要去考慮執行緒問題，Map並沒有做執行緒處理，我們可以
if (tl == null) {
synchronized (lockObj) {
tl = sdfMap.get(pattern);
if (tl == null) {
// 只有Map中還沒有這個pattern的sdf才會生成新的sdf並放入map
System.out.println("put new sdf of pattern " + pattern + " to map");
// 這裡是關鍵,使用ThreadLocal<SimpleDateFormat>替代原來直接new SimpleDateFormat
tl = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() {
@Override
protected SimpleDateFormat initialValue() {
System.out.println("thread: " + Thread.currentThread() + " init pattern: " + pattern);
return new SimpleDateFormat(pattern);
}
};
sdfMap.put(pattern, tl);
}
}
}
return tl.get();
}
/**
* ThreadLocal的原理是，獲取一個靜態變數的副本，這個其實是犧牲空間換取時間的案例
*
* @param date
* @param pattern
* @return
*/
public static String format(Date date, String pattern) {
return getSdf(pattern).format(date);
}
public static Date parse(String dateStr, String pattern) throws ParseException {
return getSdf(pattern).parse(dateStr);
}
當然我們也可以使用執行緒安全的map：
private static Map<String, ThreadLocal<SimpleDateFormat>> sdfMap = new Hashtable<String, ThreadLocal<SimpleDateFormat>>();
d、sql包中其實也有幾個時間的類 java.sql.Date/Time/Timestamp
首先這幾個類繼承自util包中的Date類，相當於將java.util.Date分開表示了。Date表示年月日等資訊。Time表示時分秒等資訊。Timestamp多維護了納秒，可以表示納秒。平時用的不是很多。也是執行緒不安全的類。
2、java8以後的時間日期類
在java8以後新增加了date-time包
a、Instant
這個類在java8之前和之後的時間日期類中都提供了轉換的方法，這樣就能很明確的通過Instant這個中間變數實現，java8之前和之後的時間日期類的相互轉換。但是我們需要注意的是，Instant主要維護的是秒和納秒欄位，可以表示納秒範圍，如果不符合轉換條件，就會丟擲異常。
以Date類為例，看一下原始碼：
public static Date from(Instant instant) {
try {
return new Date(instant.toEpochMilli());
} catch (ArithmeticException ex) {
throw new IllegalArgumentException(ex);
}
}
/**
* Converts this {@code Date} object to an {@code Instant}.
* <p>
* The conversion creates an {@code Instant} that represents the same
* point on the time-line as this {@code Date}.
*
* @return an instant representing the same point on the time-line as
*this {@code Date} object
* @since 1.8
*/
public Instant toInstant() {
return Instant.ofEpochMilli(getTime());
}
b、Clock
有獲取當前時間的方法，也可以獲取當前Instant，Clock是有時區或者說時區偏移量的。Clock是一個抽象類，其內部有幾個子類繼承自Clock。
幾個抽象方法：
public abstract ZoneId getZone();
public abstract Clock withZone(ZoneId zone);
public long millis() {
return instant().toEpochMilli();
}
public abstract Instant instant();
c、ZoneId/ZoneOffset/ZoneRules
ZoneId和ZoneOffset都是用來代表時區的偏移量的，一般ZoneOffset表示固定偏移量,ZoneOffset
表示與UTC時區偏移的固定區域(即UTC時間為標準),不跟蹤由夏令時導致的區域偏移的更改；ZoneId
表示可變區偏移，表示區域偏移及其用於更改區域偏移的規則夏令時。這裡舉一個簡單的例子，美國東部時間，我們可以使用zoneId來表示，應為美國使用的是冬令時和夏令時的時候時間是有區別的，和中國的時差會有一個小時的差別。而ZoneRules
跟蹤區域偏移如何變化，時區的真正規則定義在ZoneRules中，定義了什麼時候多少偏移量。
常用的幾個：
//美東時間 public static final String TIMEZONE_EST_NAME = "US/Eastern"; public static final ZoneId TIMEZONE_EST = ZoneId.of(TIMEZONE_EST_NAME); //北京時間 public static final String TIMEZONE_GMT8_NAME = "GMT+8"; public static final ZoneId TIMEZONE_GMT8 = ZoneId.of(TIMEZONE_GMT8_NAME); public static final ZoneOffset BEIJING_ZONE_OFFSET =ZoneOffset.of("+08:00"); public static final ZoneOffset STATISTIC_ZONE_OFFSET =ZoneOffset.of("+03:00"); private static final ZoneId NEW_YORK_ZONE_ID = ZoneId.of("America/New_York"); private static final ZoneId SHANGHAI_ZONE_ID = ZoneId.of("Asia/Shanghai");
d、LocalDateTime/LocalTime/LocalDate/ZoneDateTime
LocalDateTime/LocalTime/LocalDate都沒有時區的概念，其中LocalDate主要是對日期的操作，LocalTime主要是對時間的操作，LocalDateTime則是日期和時間都會涉及：
jshell> LocalDate.now() $46 ==> 2018-07-07 jshell> LocalDate.of(2018, 3, 30) $47 ==> 2018-03-30 jshell> LocalTime.now() $48 ==> 00:32:06.883656 jshell> LocalTime.of(12,43,12,33333); $49 ==> 12:43:12.000033333 jshell> LocalDateTime.now() $50 ==> 2018-07-07T00:32:30.335562400 jshell> LocalDateTime.of(2018, 12, 30, 12,33) $51 ==> 2018-12-30T12:33 jshell> LocalDateTime.of(LocalDate.now(), LocalTime.now()) $52 ==> 2018-07-07T00:40:38.198318200
而ZoneDateTime會帶有時區和偏移量的，可以看看他的成員變數：
/** * The local date-time. */ private final LocalDateTime dateTime; /** * The offset from UTC/Greenwich. */ private final ZoneOffset offset; /** * The time-zone. */ private final ZoneId zone;
可以看出這是集合了時間時區和偏移量的新的時間類。
二、常用的TimeUtils或者DateUtils的編寫
import java.text.ParseException;
import java.time.*;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.time.temporal.ChronoUnit;
import java.util.Date;
import java.util.Hashtable;
import java.util.Map;
/**
* Created by hehuaichun on 2018/10/22.
*/
public class TimeUtils {
/**
* 考慮港股和美股 採用GMT-1時區來確定報表日 即T日的報表包含北京時間T日9時至T+1日9時的資料
*/
public static final ZoneId TIMEZONE_GMT_1 = ZoneId.of("GMT-1");
public static final String TIMEZONE_EST_NAME = "US/Eastern";
public static final ZoneId TIMEZONE_EST = ZoneId.of(TIMEZONE_EST_NAME);
public static final String TIMEZONE_GMT8_NAME = "GMT+8";
public static final ZoneId TIMEZONE_GMT8 = ZoneId.of(TIMEZONE_GMT8_NAME);
/**
* 常用時間轉換格式
*/
public static final String TIME_FORMAT = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
public static final String DATE_NO_GAP_FORMAT = "yyyyMMdd";
public static final String DATE_GAP_FORMAT = "yyyy-MM-dd";
public static final String TIME_HH_MM_FORMAT = "HHmm";
public static final Map<String, DateTimeFormatter> DATE_TIME_FORMAT_MAP = new Hashtable<String, DateTimeFormatter>() {
{
put(TIME_FORMAT, DateTimeFormatter.ofPattern(TIME_FORMAT));
put(DATE_NO_GAP_FORMAT, DateTimeFormatter.ofPattern(DATE_NO_GAP_FORMAT));
put(DATE_GAP_FORMAT, DateTimeFormatter.ofPattern(DATE_GAP_FORMAT));
put(TIME_HH_MM_FORMAT, DateTimeFormatter.ofPattern(TIME_HH_MM_FORMAT));
}
};
/**
* 根據format的格式獲取相應的DateTimeFormatter物件
*
* @param format 時間轉換格式字串
* @return
*/
public static DateTimeFormatter getDateTimeFormatter(String format) {
if (DATE_TIME_FORMAT_MAP.containsKey(format)) {
return DATE_TIME_FORMAT_MAP.get(format);
} else {
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern(format);
DATE_TIME_FORMAT_MAP.put(format, formatter);
return formatter;
}
}
/**
* 獲取當前日期的開始時間
*
* @param zoneId 時間偏移量
* @return
*/
public static LocalDateTime todayStart(ZoneId zoneId) {
return startOfDay(0, zoneId);
}
/**
* 獲取當前的ZoneDateTime
*
* @param zoneId 時區偏移量
* @return
*/
public static ZonedDateTime now(ZoneId zoneId) {
return ZonedDateTime.now(zoneId);
}
/**
* 獲取當前日期的開始時間ZonedDateTime
*
* @param date日期
* @param zoneId 時區偏移量
* @return
*/
public static ZonedDateTime localDateToZoneDateTime(LocalDate date, ZoneId zoneId) {
return date.atStartOfDay(zoneId);
}
/**
* 獲取當前日期的開始時間
*
* @param dateTime
* @return
*/
public static LocalDateTime startOfDay(ZonedDateTime dateTime) {
return dateTime.truncatedTo(ChronoUnit.DAYS).toLocalDateTime();
}
/**
* 獲取今天后的指定天數的開始時間
*
* @param plusDays 當前多少天后
* @param zoneId時區偏移量
* @return
*/
public static LocalDateTime startOfDay(int plusDays, ZoneId zoneId) {
return startOfDay(now(zoneId).plusDays(plusDays));
}
/**
* 獲取指定日期的後幾個工作日的時間LocalDate
*
* @param date 指定日期
* @param days 工作日數
* @return
*/
public static LocalDate plusWeekdays(LocalDate date, int days) {
if (days == 0) {
return date;
}
if (Math.abs(days) > 50) {
throw new IllegalArgumentException("days must be less than 50");
}
int i = 0;
int delta = days > 0 ? 1 : -1;
while (i < Math.abs(days)) {
date = date.plusDays(delta);
DayOfWeek dayOfWeek = date.getDayOfWeek();
if (dayOfWeek != DayOfWeek.SATURDAY && dayOfWeek != DayOfWeek.SUNDAY) {
i += 1;
}
}
return date;
}
/**
* 獲取指定日期的後幾個工作日的時間ZoneDateTime
*
* @param date
* @param days
* @return
*/
public static ZonedDateTime plusWeekdays(ZonedDateTime date, int days) {
return plusWeekdays(date.toLocalDate(), days).atStartOfDay(date.getZone());
}
/**
* 獲取當前月份的第一天的時間ZoneDateTime
*
* @param zoneId
* @return
*/
public static ZonedDateTime firstDayOfMonth(ZoneId zoneId) {
return now(zoneId).withDayOfMonth(1);
}
/**
* 將Date轉成指定時區的Date
*
* @param date
* @return
*/
public static Date dateToDate(Date date, ZoneId zoneId) {
LocalDateTime dt = LocalDateTime.ofInstant(date.toInstant(), ZoneId.systemDefault());
return toDate(ZonedDateTime.of(dt, zoneId));
}
/**
* 將LocalDate轉成Date
*
* @param date
* @return
*/
public static Date toDate(LocalDate date) {
return Date.from(date.atStartOfDay(ZoneId.systemDefault()).toInstant());
}
/**
* ZonedDateTime 轉換成Date
*
* @param dateTime
* @return
*/
public static Date toDate(ZonedDateTime dateTime) {
return Date.from(dateTime.toInstant());
}
/**
* String 轉換成 Date
*
* @param date
* @param format
* @return
* @throws ParseException
*/
public static Date stringToDate(String date, String format, ZoneId zoneId) throws ParseException {
DateTimeFormatter formatter = getDateTimeFormatter(format).withZone(zoneId);
Instant instant = Instant.from(formatter.parse(date));
return Date.from(instant);
}
/**
* 將Date轉成相應的時區的localDate
*
* @param date
* @param zoneId
* @return
*/
public static LocalDate toLocalDate(Date date, ZoneId zoneId) {
return date.toInstant().atZone(zoneId).toLocalDate();
}
/**
* 將Instant轉成指定時區偏移量的localDate
*
* @param instant
* @param zoneId
* @return
*/
public static LocalDate toLocalDate(Instant instant, ZoneId zoneId) {
return instant.atZone(zoneId).toLocalDate();
}
/**
* 將Instant轉換成指定時區偏移量的localDateTime
* @param instant
* @param zoneId
* @return
*/
public static LocalDateTime toLocalDateTime(Instant instant, ZoneId zoneId){
return instant.atZone(zoneId).toLocalDateTime();
}
/**
* 將Instant轉成系統預設時區偏移量的LocalDateTime
* @param instant
* @return
*/
public static LocalDateTime toLocalDateTime(Instant instant){
return toLocalDateTime(instant, ZoneId.systemDefault());
}
/**
* 將ZoneDateTime 轉成 指定時區偏移量的LocalDateTime
* @param zonedDateTime時間
* @param zoneId指定時區偏移量
* @return
*/
public static LocalDateTime toLocalDateTime(ZonedDateTime zonedDateTime, ZoneId zoneId){
return zonedDateTime.toInstant().atZone(zoneId).toLocalDateTime();
}
/**
*將ZoneDateTime 轉成 LocalDateTime
* @param zonedDateTime
* @return
*/
public static LocalDateTime toLocalDateTime(ZonedDateTime zonedDateTime){
return zonedDateTime.toLocalDateTime();
}
/**
* String 轉成 ZoneDateTime
* 需要類似 yyyy-MM-dd HH:mm:ss 需要日期和時間資訊完整資訊
*
* @param date
* @param format
* @param zoneId
* @return
*/
public static ZonedDateTime stringToZoneDateTime(String date, String format, ZoneId zoneId) {
DateTimeFormatter formatter = getDateTimeFormatter(format).withZone(zoneId);
return ZonedDateTime.parse(date, formatter);
}
/**
* 將時間戳long轉成ZonedDateTime
*
* @param timeStamp
* @param zoneId
* @return
*/
public static ZonedDateTime longToZoneDateTime(long timeStamp, ZoneId zoneId) {
return ZonedDateTime.from(Instant.ofEpochMilli(timeStamp).atZone(zoneId));
}
/**
* 兩個時區的zoneDateTime相互轉換
*
* @param zonedDateTime 需要轉換的如期
* @param zoneId轉換成的ZoneDateTime的時區偏移量
* @return
*/
public static ZonedDateTime zonedDateTimeToZoneDateTime(ZonedDateTime zonedDateTime, ZoneId zoneId) {
return ZonedDateTime.ofInstant(zonedDateTime.toInstant(), zoneId);
}
/**
* Date 轉成 指定時區偏移量的ZoneDateTime
* @param date
* @param zoneId
* @return
*/
public static ZonedDateTime toZonedDateTime(Date date, ZoneId zoneId){
return date.toInstant().atZone(zoneId);
}
/**
* LocaldateTime 轉成 指定時區偏移量的ZonedDateTime
* @param localDateTime本地時間
* @param zoneId轉成ZonedDateTime的時區偏移量
* @return
*/
public static ZonedDateTime toZonedDateTime(LocalDateTime localDateTime, ZoneId zoneId){
return localDateTime.atZone(zoneId);
}
/**
* Date裝換成String
*
* @param date時間
* @param format 轉化格式
* @return
*/
public static String dateToString(Date date, String format, ZoneId zoneId) {
DateTimeFormatter formatter = getDateTimeFormatter(format).withZone(zoneId);
return formatter.format(date.toInstant());
}
/**
* ZoneDateTime 轉換成 String
*
* @param dateTime
* @param zoneIdlocalDateTime所屬時區
* @return
*/
public static String zoneDateTimeToString(ZonedDateTime dateTime, String format, ZoneId zoneId) {
DateTimeFormatter formatter = getDateTimeFormatter(format).withZone(zoneId);
return dateTime.format(formatter);
}
/**
* LocalDateTime 轉成 String
*
* @param localDateTime
* @param format
* @return
*/
public static String localDateTimeToString(LocalDateTime localDateTime, String format){
DateTimeFormatter formatter = getDateTimeFormatter(format);
return localDateTime.format(formatter);
}
/**
* 將ZonedDateTime轉成時間戳long
*
* @parm zonedDateTime
* @return
*/
public static long zoneDateTimeToLong(ZonedDateTime zonedDateTime) {
return zonedDateTime.toInstant().toEpochMilli();
}
/**
* 將LocalDateTime轉成時間戳long
* @param localDateTime
* @param zoneId
* @return
*/
public static long toLong(LocalDateTime localDateTime, ZoneId zoneId){
return zoneDateTimeToLong(localDateTime.atZone(zoneId));
}
}
三、編寫的總結
1、首先我們儘量使用執行緒安全的時間類，也就是說盡量使用java8 以後的幾種時間類。從原始碼可以看出，java8之後的幾個時間類是用final修飾的，執行緒安全 。
2、我們要利用好靜態變數，也就是不僅在使用的全域性變數的時候需要執行緒安全的問題，還需要考慮時間空間的代價 。其實SimpleDateTimeFormat和DateTImeFormatter的生成會消耗不少資源。
3、Date類中含有時間戳，Instant有兩個成員變數seconds和nanos變數，這樣Instant就作為一箇中間量 ，作用很大，不僅提供了java8之前的時間類和java8之後時間類的轉換 ，還提供了其他很多有用的方法。
4、ZonedDateTime含有時區偏移變數 ，其他的如Date、LocalDateTime、LocalDate、LocalTime、Instant都不含有時區偏移變數，但是Date想要轉換成java8之後的時間類或者使用DateTimeFormatter轉換時，需要提供ZoneId或者ZoneOffset，類似這種 date.toInstant().atZone(zoneId) 。整體思路實現Date -> Instant -> ZonedDateTime -> 其他時間類。
5、ZonedDateTime是有日期和時間的，我們在DateTimeFormatter的時候需要注意， ZonedDateTime轉成字串非常的靈活，但是字串轉成ZonedDateTime的時候需要提供類似yyyy-MM-dd HH:mm:ss這種格式。