新的日期和时间API
Java的API提供了很多有用的组件，能帮助你构建复杂的应用。不过，Java API也不总是完美的。我们相信大多数有经验的程序员都会赞同Java 8之前的库对日期和时间的支持就非常不理想。然而，你也不用太担心：Java 8中引入全新的日期和时间API就是要解决这一问题。
在Java 1.0中，对日期和时间的支持只能依赖java.util.Date类。正如类名所表达的，这个类无法表示日期，只能以毫秒的精度表示时间。更糟糕的是它的易用性，由于某些原因未知的设计决策，这个类的易用性被深深地损害了，比如：年份的起始选择是1900年，月份的起始从0开始。这意味着，如果你想要用Date表示Java 8的发布日期，即2014年3月18日，需要创建下面这样的Date实例：
Date date = new Date(114, 2, 18); 复制代码
它的打印输出效果为：
Tue Mar 18 00:00:00 CST 2014 复制代码
看起来不那么直观，不是吗？此外，甚至Date类的toString方法返回的字符串也容易误导人。
随着Java 1.0退出历史舞台，Date类的种种问题和限制几乎一扫而光，但很明显，这些历史旧账如果不牺牲前向兼容性是无法解决的。所以，在Java 1.1中，Date类中的很多方法被废弃了，取而代之的是java.util.Calendar类。很不幸，Calendar类也有类似的问题和设计缺陷，导致使用这些方法写出的代码非常容易出错。比如，月份依旧是从0开始计算（不过，至少Calendar类拿掉了由1900年开始计算年份这一设计）。更糟的是，同时存在Date和Calendar这两个类，也增加了程序员的困惑。到底该使用哪一个类呢？此外，有的特性只在某一个类有提供，比如用于以语言无关方式格式化和解析日期或时间的DateFormat方法就只在Date类里有。
DateFormat方法也有它自己的问题。比如，它不是线程安全的。这意味着两个线程如果尝试使用同一个formatter解析日期，你可能会得到无法预期的结果。
最后，Date和Calendar类都是可以变的。能把2014年3月18日修改成4月18日意味着什么呢？这种设计会将你拖入维护的噩梦，接下来的一章，我们会讨论函数式编程，你在该章中会了解到更多的细节。
这一章中，我们会一起探索新的日期和时间API所提供的新特性。我们从最基本的用例入手，比如创建同时适合人与机器的日期和时间，逐渐转入到日期和时间API更高级的一些应用，比如操纵、解析、打印输出日期时间对象，使用不同的时区和年历。
LocalDate、LocalTime、Instant、Duration 以及Period
让我们从探索如何创建简单的日期和时间间隔入手。java.time包中提供了很多新的类可以帮你解决问题，它们是LocalDate、LocalTime、Instant、Duration和Period。
使用LocalDate 和LocalTime
开始使用新的日期和时间API时，你最先碰到的可能是LocalDate类。该类的实例是一个不可变对象，它只提供了简单的日期，并不含当天的时间信息。另外，它也不附带任何与时区相关的信息。
你可以通过静态工厂方法of创建一个LocalDate实例。LocalDate实例提供了多种方法来读取常用的值，比如年份、月份、星期几等，如下所示。
LocalDate localDate = LocalDate.of(2014, 3, 18); int year = localDate.getYear(); Month month = localDate.getMonth(); int day = localDate.getDayOfMonth(); DayOfWeek dow = localDate.getDayOfWeek(); int len = localDate.lengthOfMonth(); boolean leap = localDate.isLeapYear(); System.out.println(String.format("year:%s\nmonth:%s\nday:%s\ndow:%s\nlen:%s\nleap:%s", year, month, day, dow, len, leap)); 复制代码
打印结果：
year:2014 month:MARCH day:18 dow:TUESDAY len:31 leap:false 复制代码
你还可以使用工厂方法从系统时钟中获取当前的日期：
LocalDate today = LocalDate.now(); 复制代码
接下来剩余的部分会探讨所有日期-时间类，这些类都提供了类似的工厂方法。你还可以通过传递一个TemporalField参数给get方法拿到同样的信息。TemporalField是一个接口，它定义了如何访问temporal对象某个字段的值。ChronoField枚举实现了这一接口，所以你可以很方便地使用get方法得到枚举元素的值，如下所示。
int year = localDate.get(ChronoField.YEAR); int month = localDate.get(ChronoField.MONTH_OF_YEAR); int day = localDate.get(ChronoField.DAY_OF_MONTH); 复制代码
类似地，一天中的时间，比如13:45:20，可以使用LocalTime类表示。你可以使用of重载的两个工厂方法创建LocalTime的实例。第一个重载函数接收小时和分钟，第二个重载函数同时还接收秒。同LocalDate一样，LocalTime类也提供了一些getter方法访问这些变量的值，如下所示。
LocalTime localTime = LocalTime.of(13, 45, 20); int hour = localTime.getHour(); int minute = localTime.getMinute(); int second = localTime.getSecond(); System.out.println(String.format("hour:%s\nminute:%s\nsecond:%s", hour, minute, second)); 复制代码
打印结果：
hour:13 minute:45 second:20 复制代码
LocalDate和LocalTime都可以通过解析代表它们的字符串创建。使用静态方法parse，你可以实现这一目的：
LocalDate date = LocalDate.parse("2018-11-17"); LocalTime time = LocalTime.parse("21:27:58"); 复制代码
你可以向parse方法传递一个DateTimeFormatter。该类的实例定义了如何格式化一个日期或者时间对象。正如我们之前所介绍的，它是替换老版java.util.DateFormat的推荐替代品。这个我们后面将会讨论到。同时，也请注意，一旦传递的字符串参数无法被解析为合法的LocalDate或LocalTime对象，这两个parse方法都会抛出一个继承自RuntimeException的DateTimeParseException异常。
合并日期和时间
这个复合类名叫LocalDateTime，是LocalDate和LocalTime的合体。它同时表示了日期和时间，但不带有时区信息，你可以直接创建，也可以通过合并日期和时间对象构造，如下所示。
// 2018-11-17T21:31:50 LocalTime time = LocalTime.of(21, 31, 50); LocalDate date = LocalDate.of(2018, 11, 17); LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.of(2018, Month.NOVEMBER, 17, 21, 31, 50); LocalDateTime dt2 = LocalDateTime.of(date, time); LocalDateTime dt3 = date.atTime(21, 11, 17); LocalDateTime dt4 = date.atTime(time); LocalDateTime dt5 = time.atDate(date); 复制代码
注意，通过它们各自的atTime或者atDate方法，向LocalDate传递一个时间对象，或者向LocalTime传递一个日期对象的方式，你可以创建一个LocalDateTime对象。你也可以使用toLocalDate或者toLocalTime方法，从LocalDateTime中提取LocalDate或者LocalTime组件：
LocalDate date1 = dt1.toLocalDate(); LocalTime time1 = dt1.toLocalTime(); 复制代码
机器的日期和时间格式
作为人，我们习惯于以星期几、几号、几点、几分这样的方式理解日期和时间。毫无疑问，这种方式对于计算机而言并不容易理解。从计算机的角度来看，建模时间最自然的格式是表示一个持续时间段上某个点的单一大整型数。这也是新的java.time.Instant类对时间建模的方式，基本上它是以Unix元年时间（传统的设定为UTC时区1970年1月1日午夜时分）开始所经历的秒数进行计算。
你可以通过向静态工厂方法ofEpochSecond传递一个代表秒数的值创建一个该类的实例。静态工厂方法ofEpochSecond还有一个增强的重载版本，它接收第二个以纳秒为单位的参数值，对传入作为秒数的参数进行调整。重载的版本会调整纳秒参数，确保保存的纳秒分片在0到999 999999之间。这意味着下面这些对ofEpochSecond工厂方法的调用会返回几乎同样的Instant对象：
Instant.ofEpochSecond(3); Instant.ofEpochSecond(3, 0); // 2 秒之后再加上100万纳秒（1秒） Instant.ofEpochSecond(2, 1_000_000_000); // 4秒之前的100万纳秒（1秒） Instant.ofEpochSecond(4, -1_000_000_000); 复制代码
正如你已经在LocalDate及其他为便于阅读而设计的日期-时间类中所看到的那样，Instant类也支持静态工厂方法now，它能够帮你获取当前时刻的时间戳。我们想要特别强调一点，Instant的设计初衷是为了便于机器使用。它包含的是由秒及纳秒所构成的数字。所以，它无法处理那些我们非常容易理解的时间单位。比如下面这段语句：
int day = Instant.now().get(ChronoField.DAY_OF_MONTH); 复制代码
它会抛出下面这样的异常：
Exception in thread "main" java.time.temporal.UnsupportedTemporalTypeException: Unsupported field: DayOfMonth 复制代码
但是你可以通过Duration和Period类使用Instant，接下来我们会对这部分内容进行介绍。
定义Duration 或Period
目前为止，你看到的所有类都实现了Temporal接口，Temporal接口定义了如何读取和操纵为时间建模的对象的值。之前的介绍中，我们已经了解了创建Temporal实例的几种方法。很自然地你会想到，我们需要创建两个Temporal对象之间的duration。Duration类的静态工厂方法between就是为这个目的而设计的。你可以创建两个LocalTimes对象、两个LocalDateTimes对象，或者两个Instant对象之间的duration，如下所示：
LocalTime time1 = LocalTime.of(21, 50, 10); LocalTime time2 = LocalTime.of(22, 50, 10); LocalDateTime dateTime1 = LocalDateTime.of(2018, 11, 17, 21, 50, 10); LocalDateTime dateTime2 = LocalDateTime.of(2018, 11, 17, 23, 50, 10); Instant instant1 = Instant.ofEpochSecond(1000 * 60 * 2); Instant instant2 = Instant.ofEpochSecond(1000 * 60 * 3); Duration d1 = Duration.between(time1, time2); Duration d2 = Duration.between(dateTime1, dateTime2); Duration d3 = Duration.between(instant1, instant2); // PT1H 相差1小时 System.out.println("d1:" + d1); // PT2H 相差2小时 System.out.println("d2:" + d2); // PT16H40M 相差16小时40分钟 System.out.println("d3:" + d3); 复制代码
由于LocalDateTime和Instant是为不同的目的而设计的，一个是为了便于人阅读使用，另一个是为了便于机器处理，所以你不能将二者混用。如果你试图在这两类对象之间创建duration，会触发一个DateTimeException异常。此外，由于Duration类主要用于以秒和纳秒衡量时间的长短，你不能仅向between方法传递一个LocalDate对象做参数。
如果你需要以年、月或者日的方式对多个时间单位建模，可以使用Period类。使用该类的工厂方法between，你可以使用得到两个LocalDate之间的时长，如下所示：
Period period = Period.between(LocalDate.of(2018, 11, 7), LocalDate.of(2018, 11, 17)); // P10D 相差10天 System.out.println("Period between:" + period); 复制代码
最后，Duration和Period类都提供了很多非常方便的工厂类，直接创建对应的实例；换句话说，就像下面这段代码那样，不再是只能以两个temporal对象的差值的方式来定义它们的对象。
Duration threeMinutes = Duration.ofMinutes(3); Duration fourMinutes = Duration.of(4, ChronoUnit.MINUTES); Period tenDay = Period.ofDays(10); Period threeWeeks = Period.ofWeeks(3); Period twoYearsSixMonthsOneDay = Period.of(2, 6, 1); 复制代码
Duration类和Period类共享了很多相似的方法，有兴趣的可以参考官网的文档。
截至目前，我们介绍的这些日期时间对象都是不可修改的，这是为了更好地支持函数式编程，确保线程安全，保持领域模式一致性而做出的重大设计决定。当然，新的日期和时间API也提供了一些便利的方法来创建这些对象的可变版本。比如，你可能希望在已有的LocalDate实例上增加3天。除此之外，我们还会介绍如何依据指定的模式，比如dd/MM/yyyy，创建日期-时间格式器，以及如何使用这种格式器解析和输出日期。
