2017 March 12 Java

Java 中的日期和时间（上）

自从 JDK 1.0 开始，Java 就提供了 Date 来处理时间和日期，作为老古董自然有很多东西是过时的。然后出现了 Calendar 来解决了很多问题，但是 Calendar 使用比较复杂，并且有些反人类的地方。直到 Java 8 中 LocalDateTime 中的出现，它吸收了 Joda-Time 库的经验，使得 Java 处理时间和日期变得比较“人性化”了。本篇介绍 Java 中的 Date 、 Calendar，以及 SimpleDateFormat 的使用。

Date

构造方法

Date 类的构造方法如下：

public Date() {
    this(System.currentTimeMillis());
}

public Date(long date) {
    fastTime = date;
}

@Deprecated
public Date(int year, int month, int date) {
    this(year, month, date, 0, 0, 0);
}

@Deprecated
public Date(int year, int month, int date, int hrs, int min) {
    this(year, month, date, hrs, min, 0);
}

@Deprecated
public Date(int year, int month, int date, int hrs, int min, int sec) {
    int y = year + 1900;
    // month is 0-based. So we have to normalize month to support Long.MAX_VALUE.
    if (month >= 12) {
        y += month / 12;
        month %= 12;
    } else if (month < 0) {
        y += CalendarUtils.floorDivide(month, 12);
        month = CalendarUtils.mod(month, 12);
    }
    BaseCalendar cal = getCalendarSystem(y);
    cdate = (BaseCalendar.Date) cal.newCalendarDate(TimeZone.getDefaultRef());
    cdate.setNormalizedDate(y, month + 1, date).setTimeOfDay(hrs, min, sec, 0);
    getTimeImpl();
    cdate = null;
    }

可以看到6个构造方法中，有4个已经被添加了 @Deprecated 的注解了，尚未过时的只有两个： Date() 和 Date(long date)。其中，第一个构造方法调用的是 System.currentTimeMillis() 方法，这个方法返回的是一个 long 整数，表示从 GMT 1970年1月1日 00:00:00 到现在所经历的毫秒数。这个毫秒数很重要，无论是在 Date 类中还是 Calendar 类中，这个毫秒数都是计算时间日期的基准。

怎么获得这个 long 的毫秒数呢？需要调用 getTime() 方法，注意并不是调用 toString() 方法，它们两者的差异可以从下面的代码中体现出来：

public static void main(String[] args) {
    Date date = new Date();
    System.out.println(date.getTime());     // 1489320281826
    System.out.println(date.toString());    // Sun Mar 12 20:04:41 CST 2017
}

而第二个构造方法的参数 date，表示创建的 Date 对象与 GMT 1970年1月1日 00:00:00 的时间差。

Date date = new Date(60 * 60 * 1000);
System.out.println(date.getTime());     // 36000000
System.out.println(date.toString());    // Thu Jan 01 09:00:00 CST 1970

为什么不是 1 点呢？原因在于 CST（China Standard Time）是指的北京时间，而 GMT（Greenwich Mean Time）是指的是格林尼治标准时间。由于北京处于东八区，比 GMT 早8小时，所以打印的时间指的是北京时间 1970 年 1 月 1 日上午 9 点。

其它常用方法

谈完了构造方法，下面说说 Date 这个古老的类中可以使用的方法。

public long getTime() ：返回从 GMT 1970年1月1日 00:00:00 到这个类创建的毫秒数。

public void setTime(long time) ：设置该 Date 对象的时间。参数 time 表示从 GMT 1970年1月1日 00:00:00 后的毫秒数。

public boolean after(Date when) ：测试该日期是否是在指定的日期之后。

public boolean before(Date when) ：测试该日期是否是在指定的日期之前。

Date 类中的构造方法和常用的未过时的方法基本就是这些了。看了之后是不是觉得其实 Date 类能用的东西很少？很多日期和时间的操作都很难实现，这时候就要使用到 Calendar 类，或者使用 JDK 8 中的日期时间包。

庞大的 Calendar

构造方法

与 Date 类不同，Calendar 类是一个抽象类，其直接子类是 GregorianCalendar。既然 Calendar 类是抽象类，需要使用 Calendar calendar = Calendar.getInstance(); 来创建一个 Calendar 对象。和 Date 类一样，创建好对象之后，便包含了当前日期和时间的信息。

实际上，getInstance() 这个静态方法还有三个重载方法，它们的源码如下：

public static Calendar getInstance() {
    return createCalendar(TimeZone.getDefault(), Locale.getDefault(Locale.Category.FORMAT));
}

public static Calendar getInstance(TimeZone zone) {
    return createCalendar(zone, Locale.getDefault(Locale.Category.FORMAT));
}

public static Calendar getInstance(Locale aLocale) {
    return createCalendar(TimeZone.getDefault(), aLocale);
}

public static Calendar getInstance(TimeZone zone, Locale aLocale) {
    return createCalendar(zone, aLocale);
}

显然，这 4 个重载方法的区别在于时区和地区的不同。而它们都是通过创建子类 GregorianCalendar 的对象来返回一个 Calendar 对象，这其实是多态的一种应用，也是设计模式中工厂模式的应用。

get() 方法

Date 对象可以通过 getTime() 方法和 toString() 方法，能很容易的取到对应的时间信息。而在 Calendar 对象中，获取到时间和日期并不这么直接。在 Calendar 对象中，getTime() 方法返回的是一个 Date 对象，至于 toString() 方法的输出结果……

java.util.GregorianCalendar[time=1489323573250,areFieldsSet=true,areAllFieldsSet=true,lenient=true,zone=sun.util.calendar.ZoneInfo[id="Asia/Shanghai",offset=28800000,dstSavings=0,useDaylight=false,transitions=19,lastRule=null],firstDayOfWeek=1,minimalDaysI
nFirstWeek=1,ERA=1,YEAR=2017,MONTH=2,WEEK_OF_YEAR=11,WEEK_OF_MONTH=3,DAY_OF_MONTH=12,DAY_OF_YEAR=71,DAY_OF_WEEK=1,DAY_OF_WEEK_IN_MONTH=2,AM_PM=1,HOUR=8,HOUR_OF_DAY=20,MINUTE=59,SECOND=33,MILLISECOND=250,ZONE_OFFSET=28800000,DST_OFFSET=0]

这从侧面反映了 Calendar 比 Date 强大，能提供更多的信息。其实在 Calendar 类中，有一点和 Date 类是一样的：它们都会保存一个毫秒值。Calendar 类对于时间日期的各种计算也都是基于这个值来的。toString() 方法返回的第一个值就是它，足以说明这个值的重要性。

要获取 Calendar 对象所提供的信息，需要调用 get() 方法。

public int get(int field) {
    complete();
    return internalGet(field);
}

protected final int internalGet(int field) {
    return fields[field];
}

在 complete() 方法中，会调用 computeTime() 和 computeFields() 方法，这两个方法都是抽象方法，由子类 GregorianCalendar 实现。在 computeTime() 方法中，计算出年月日时分秒等时间相关的信息，而在 computeFields() 方法中获取到对应的时区地区等信息。这两个方法会将所计算出来的信息保存在 int 类型的数组 fields。fields数组保存的信息如下所示：

public static final int ERA = 0;
public static final int YEAR = 1;
public static final int MONTH = 2;
public static final int WEEK_OF_YEAR = 3;
public static final int WEEK_OF_MONTH = 4;
public static final int DATE = 5;
public static final int DAY_OF_MONTH = 5;
public static final int DAY_OF_YEAR = 6;
public static final int DAY_OF_WEEK = 7;
public static final int DAY_OF_WEEK_IN_MONTH = 8;
public static final int AM_PM = 9;
public static final int HOUR = 10;
public static final int HOUR_OF_DAY = 11;
public static final int MINUTE = 12;
public static final int SECOND = 13;
public static final int MILLISECOND = 14;
public static final int ZONE_OFFSET = 15;
public static final int DST_OFFSET = 16;

get() 方法中的参数就是上述 18 个常量之一。其中：

ERA 表示该日期是在公元元年之前还是之后，返回 0 表示在公元元年之前，返回 1 表示在公元元年之后。

AM_PM 表示该时间是在中午 12 点之前还是之后，返回 0 表示在中午 12 点之前，返回 1 表示在中午 12 点之后。

DST_OFFSET 表示该时间距夏令时的毫秒数。

set() 方法

public void set(int field, int value)
{
    // If the fields are partially normalized, calculate all the fields before changing any fields.
    if (areFieldsSet && !areAllFieldsSet) {
        computeFields();
    }
    internalSet(field, value);
    isTimeSet = false;
    areFieldsSet = false;
    isSet[field] = true;
    stamp[field] = nextStamp++;
    if (nextStamp == Integer.MAX_VALUE) {
        adjustStamp();
    }
}

public final void set(int year, int month, int date)
{
    set(YEAR, year);
    set(MONTH, month);
    set(DATE, date);
}

public final void set(int year, int month, int date, int hourOfDay, int minute)
{
    set(YEAR, year);
    set(MONTH, month);
    set(DATE, date);
    set(HOUR_OF_DAY, hourOfDay);
    set(MINUTE, minute);
}

public final void set(int year, int month, int date, int hourOfDay, int minute, int second)
{
    set(YEAR, year);
    set(MONTH, month);
    set(DATE, date);
    set(HOUR_OF_DAY, hourOfDay);
    set(MINUTE, minute);
    set(SECOND, second);
}

原理很简单，就是将我们传入的值存放到 fields 数组中。调用 set() 方法会改变当前 Calendar 对象的日期和时间。

Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.set(Calendar.MONTH, 3);
System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH));           // 3
calendar.set(2017, Calendar.MARCH, 12);
System.out.println(calendar.get(Calendar.YEAR));            // 2017
System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH));           // 2
System.out.println(calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));    // 12
}

由于月份是从 0 开始计数的，所以计算月份的时候需要特别小心。这就是 Calendar 反人类的地方之一。

add() 和 roll() 方法

使用 get() 和 set() 方法可以获取当前日期和时间，也可以设置 Calendar 对象的日期和时间。但是一些简单的日期时间计算就需要使用到 add() 和 roll() 方法了。

add(int field, int amount) 方法接受两个参数，第一个参数表示希望改变的字段，这个字段是 fields 数组中的某一个，第二个参数是改变的值。使用 add() 方法需要注意几点：

月份是从 0 开始计数的。

第二个参数如果为正，则数据增加；如果为负，则数据减少。

当增加的数值超过法定额度时，会自动向更高一级的单位加 1。

roll() 方法和 add() 类似，二者最主要的区别在于 roll() 方法中不会进行进位和退位运算。

其它常用方法

getMaximum(int field) 和 getMinimum(int field) 两个方法，返回 Calendar 对象的 fields 数组中对应数据的最大值和最小值。例如：

Calendar calendar = Calendar.getInstance();
System.out.println(calendar.getMinimum(Calendar.DAY_OF_MONTH));    // 1
System.out.println(calendar.getMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH));    // 31

getActualMaximum(int field) 和 getActualMinimum(int field) 两个方法同上面两个方法相比，多了一个 Actual 单词，表示返回 Calendar 对象的 fields 数组中，在当前日期的环境条件下，对应数据的最大值和最小值。例如：

Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.set(Calendar.MONTH, 1);
System.out.println(calendar.getMinimum(Calendar.DAY_OF_MONTH));    // 1
System.out.println(calendar.getMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH));    // 28

注意，这里设置的是二月。fields 数组中的各个字段的最大值和最小值如下：

private static int[] maximums = new int[] { 1, 292278994, 11, 53, 6, 31,         366, 7, 6, 1, 11, 23, 59, 59, 999, 14 * 3600 * 1000, 7200000 };
private static int[] minimums = new int[] { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0,         0, 0, 0, 0, 0, -13 * 3600 * 1000, 0 };

Date 和 Calendar 的关系

Calendar 作为 Date 类的补充和替代，当然得和 Date 进行相互转化。

使用 getTime() 方法，从 Calendar 对象中获取 Date 对象。

使用 setTime() 方法，将 Date 对象的值赋给 Calendar 对象。

Date 的 6 个构造方法中，有 4 个已经过时了，其实它们是被 Calendar 类的相关方法替代了。

Date(int year, int month, int date) 被 Calendar.set(year + 1900, month, date) 替代。

Date(int year, int month, int date, int hrs, int min) 被 Calendar.set(year + 1900, month, date, hrs, min) 替代。

Date(int year, int month, int date, int hrs, int min, int sec) 被 Calendar.set(year + 1900, month, date, hrs, min, sec) 替代。

Date(String s) 被 DateFormat.parse(String s) 替代。

SimpleDateFormat

有了 Date 和 Calendar，我们能获取并设置日期和时间，也能对日期和时间进行简单的计算。SimpleDateFormat 可以对日期和时间进行格式化。

SimpleDateFormat 的构造方法如下：

public SimpleDateFormat() {
    this("", Locale.getDefault(Locale.Category.FORMAT));
    applyPatternImpl(LocaleProviderAdapter.getResourceBundleBased().getLocaleResources(locale).getDateTimePattern(SHORT, SHORT, calendar));
}

public SimpleDateFormat(String pattern)
{
    this(pattern, Locale.getDefault(Locale.Category.FORMAT));
}

public SimpleDateFormat(String pattern, Locale locale)
{
    if (pattern == null || locale == null) {
        throw new NullPointerException();
    }
    initializeCalendar(locale);
    this.pattern = pattern;
    this.formatData = DateFormatSymbols.getInstanceRef(locale);
    this.locale = locale;
    initialize(locale);
}

public SimpleDateFormat(String pattern, DateFormatSymbols formatSymbols)
{
    if (pattern == null || formatSymbols == null) {
        throw new NullPointerException();
    }
    this.pattern = pattern;
    this.formatData = (DateFormatSymbols) formatSymbols.clone();
    this.locale = Locale.getDefault(Locale.Category.FORMAT);
    initializeCalendar(this.locale);
    initialize(this.locale);
    useDateFormatSymbols = true;
}

字符串 pattern 代表日期和时间格式化的样式，例如：

String pattern = "yyyy/MM/dd HH:mm:ss";
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat(pattern);
System.out.println(simpleDateFormat.format(new Date()));    // 2017/03/12 21:43:59

pattern 中的字符含义如下表，注意区分大小写：

Letter	Date or Time Component	Presentation	Examples
G	Era designator	Text	AD
y	Year	Year	1996; 96
Y	Week year	Year	2009; 09
M	Month in year (context sensitive)	Month	July; Jul; 07
L	Month in year (standalone form)	Month	July; Jul; 07
w	Week in year	Number	27
W	Week in month	Number	2
D	Day in year	Number	189
d	Day in month	Number	10
F	Day of week in month	Number	2
E	Day name in week	Text	Tuesday; Tue
u	Day number of week (1 = Monday, …, 7 = Sunday)	Number	1
a	Am/pm marker	Text	PM
H	Hour in day (0-23)	Number	0
k	Hour in day (1-24)	Number	24
K	Hour in am/pm (0-11)	Number	0
h	Hour in am/pm (1-12)	Number	12
m	Minute in hour	Number	30
s	Second in minute	Number	55
S	Millisecond	Number	978
z	Time zone	General time zone	Pacific Standard Time; PST; GMT-08:00
Z	Time zone	RFC 822 time zone	-0800
X	Time zone	ISO 8601 time zone	-08; -0800; -08:00

SimpleDateFormat 类除了能将 Date 对象进行格式化返回字符串，也能将一个日期字符串解析一个 Date 对象。

String s = "2017#03#12#21#49#28";
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy#MM#dd#HH#mm#ss");
Date date = null;
try {
    date = simpleDateFormat.parse(s);
} catch (ParseException e) {
    e.printStackTrace();
}
System.out.println(date);    // Sun Mar 12 21:49:28 CST 2017

注意，数据之间需要用 # 来分割。

最后说一点，SimpleDateFormat 类不是线程安全的，如果有多个线程需要使用到 SimpleDateFormat 对象，建议每个线程单独创建，如果多个线程要获取同一个 SimpleDateFormat 对象，记得要加锁。

请看下集。

Java 中的日期和时间（上）

目录

Date

构造方法

其它常用方法

庞大的 Calendar

构造方法

get() 方法

set() 方法

add() 和 roll() 方法

其它常用方法

Date 和 Calendar 的关系

SimpleDateFormat