一文搞懂Java8中表示当前的时间类Date、Instant、LocalDateTime、ZonedDateTime

1. 概述

Java8中的时间类主要有：Date、Instant、LocalDateTime（LocalDate、LocalTime）、ZonedDateTime，除去Date，java.time包下的那些时间类都是不可变类，也就是说：其是线程安全的，对其设置只会产生一个新对象。

在这里，我们要分清楚包含时区信息的类、以及不包含时区信息的类。不包含时区信息的类实际上就类似于一个yyyy-MM-dd HH:mm:ss字符串，需要额外的时区信息才能表达一个时刻，即LocalDateTime、LocalDate、LocalTime。而Date（0时区）、Instant（0时区）、ZonedDateTime都包含有时区信息。

import java.util.Date;
import java.util.TimeZone;class Scratch {public static void main(String[] args) {TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("GMT"));Date d1 = new Date();Instant i1 = Instant.now();ZonedDateTime z1 = ZonedDateTime.now();LocalDateTime l1 = LocalDateTime.now();TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));Date d2 = new Date();Instant i2 = Instant.now();ZonedDateTime z2 = ZonedDateTime.now();LocalDateTime l2 = LocalDateTime.now();TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("Australia/Darwin"));Date d3 = new Date();Instant i3 = Instant.now();ZonedDateTime z3 = ZonedDateTime.now();LocalDateTime l3 = LocalDateTime.now();}
}

断点变量图
看懂上面的代码以及断点处的变量图基本就搞懂了Java8中的时间类的使用了。我劝你可千万别跳过，好好看看。

2. 类结构

2.1. Date

    private transient long fastTime;private transient BaseCalendar.Date cdate;

本质是记录了0时区的时间，不同时区的人在同一时刻new Date()时，其对象内存放的毫秒数是一样的（都是0时区）。

2.1.1. 转换成字符串

因为System.out.println函数在打印时间时，会取操作系统当前所设置的时区，然后根据这个时区将毫秒数解释成该时区的时间。或是SimpleDateTimeFormat这种日期格式化类也会在打印时根据时区解释Date中的毫秒数。

Date date = new Date(1503544630000L);  // 对应的北京时间是2017-08-24 11:17:10SimpleDateFormat bjSdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");     // 北京
bjSdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));  // 设置北京时区SimpleDateFormat tokyoSdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");  // 东京
tokyoSdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Tokyo"));  // 设置东京时区SimpleDateFormat londonSdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); // 伦敦
londonSdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Europe/London"));  // 设置伦敦时区System.out.println("毫秒数:" + date.getTime() + ", 北京时间:" + bjSdf.format(date));
System.out.println("毫秒数:" + date.getTime() + ", 东京时间:" + tokyoSdf.format(date));
System.out.println("毫秒数:" + date.getTime() + ", 伦敦时间:" + londonSdf.format(date));// 输出
// 毫秒数:1503544630000, 北京时间:2017-08-24 11:17:10
// 毫秒数:1503544630000, 东京时间:2017-08-24 12:17:10
// 毫秒数:1503544630000, 伦敦时间:2017-08-24 04:17:10

2.1.2. 从字符串中读取时间

将2017-8-24 11:17:10解析为一个Date对象，会根据SimpleDateFormat设置的时区而将其转换成0时区的Date对象。将一个时间字符串按不同时区来解释，得到的Date对象的值是不同的。验证如下：

String timeStr = "2017-8-24 11:17:10"; // 字面时间
SimpleDateFormat bjSdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
bjSdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));
Date bjDate = bjSdf.parse(timeStr);  // 解析
System.out.println("字面时间: " + timeStr +",按北京时间来解释:" + bjSdf.format(bjDate) + ", " + bjDate.getTime());SimpleDateFormat tokyoSdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");  // 东京
tokyoSdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Tokyo"));  // 设置东京时区
Date tokyoDate = tokyoSdf.parse(timeStr); // 解析
System.out.println("字面时间: " + timeStr +",按东京时间来解释:"  + tokyoSdf.format(tokyoDate) + ", " + tokyoDate.getTime());// 输出为：
// 字面时间: 2017-8-24 11:17:10,按北京时间来解释:2017-08-24 11:17:10, 1503544630000
// 字面时间: 2017-8-24 11:17:10,按东京时间来解释:2017-08-24 11:17:10, 1503541030000

2.2. Instant

    private final long seconds;private final int nanos;

本质是记录了0时区的时间

2.3. LocalDateTime、LocalDate、LocalTime

根据当前设置的时区获取当前时区的日期、时间，但不会记录时区信息。

Local*这些时间类实际上就相当于一个字符串，只不过把年月日、时分秒解析出来了而已。
String与LocalDateTime是等价的

2.3.1. LocalDateTime：

    private final LocalDate date;private final LocalTime time;

2.3.2. LocalDate：

    private final int year;private final short month;private final short day;

2.3.3. LocalTime

    private final byte hour;private final byte minute;private final byte second;private final int nano;

2.4. ZonedDateTime

在LocalDateTime的基础上同时保存了当前的时区，即：根据当前设置的时区获取当前时区的日期、时间，同时保存当前时区信息。

    private final LocalDateTime dateTime;private final ZoneOffset offset;private final ZoneId zone;

自带时区信息，默认获取当前时区。

3. 记录时间原理

new Date()和Instant.now本质上都是记录了0时区的时间，即使当前时区不同，其存储的都是距离1970-01-01 00:00:00所经过的时间。

Local*这些时间类实际上就相当于一个字符串，只不过把年月日、时分秒解析出来了而已。

4. 打印时间

打印时设置的时区信息会对原时间解析出来的字符串有影响，打印过程会转换原时区时间到现在时区时间，这点一定要注意。

Instant打印时要给DateTimeFormatter设置时区才能打印，否则会报错。

DateTimeFormatter.ofPattern(pattern).withZone(ZoneId.of("Asia/Shanghai"))

5. 注意点

5.1. DateTimeFormatter.with*()会返回一个新的对象

正确的做法：

DateTimeFormatter.ofLocalizedDate(FormatStyle.FULL).withZone(ZoneId.of("GMT")).withLocale(Locale.UK)

错误的做法

DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofLocalizedDate(FormatStyle.FULL);
formatter.withZone(ZoneId.of("GMT"));
formatter.withLocale(Locale.UK);

因为DateTimeFormatter是一个不可变类，所以不可以修改其属性，同时也就是个线程安全类了。其灵活的创建过程是利用DateTimeFormatterBuilder来实现的。

5.2. DateTimeFormatter.ofPattern()没有设置打印时的时区

需要设置时区需要DateTimeFormatter.ofPattern(“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”).withZone(ZoneId.of(“GMT”))这样设置。

5.3. SimpleDateFormat并非线程安全

其format()与parse()方法都不是线程安全。

6. 拓展

6.1. Clock类

Clock是带有时区信息的时间处理类，用它可以获取不同时区的时间，也可以配合Duration，对时间进行时、分、秒级别的修改

6.2. Duration 和 Period

Duration 和 Period 都是用来表示两个时间量之间的差值，不同点在于Duration 是基于时间值，而 Period 是基于日期值。

6.3. java.time包下的5个包组成：

  1. java.time – 包含值对象的基础包
  2. java.time.chrono – 提供对不同的日历系统的访问
  3. java.time.format – 格式化和解析时间和日期
  4. java.time.temporal – 包括底层框架和扩展特性
  5. java.time.zone – 包含时区支持的类

6.4. JDBC映射

最新JDBC映射将把数据库的日期类型和Java 8的新类型关联起来：

date -> LocalDate
time -> LocalTime
timestamp -> LocalDateTime

6.5. SimpleDateFormat

SimpleDateFormat只能格式化Date。而DateTimeFormatter可以格式化TemporalAccessor（不包括Date，但是包括LocalDate*、Instant、ZonedDateTime等）。

7. 参考资料

  1. java 8的java.time包(非常值得推荐) – 不姓马的小马哥 – 简书
  2. Java中的时间与时区 – frcoder – CSDN
  3. 深入学习 Java 8 全新日期时间库 java.time（一）- FXBStudy – CSDN

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风君子

独自遨游何稽首 揭天掀地慰生平