全网最全!彻底弄透Java处理GMT/UTC日期时间(下)

本文涉及的产品
云解析 DNS,旗舰版 1个月
公共DNS(含HTTPDNS解析),每月1000万次HTTP解析
全局流量管理 GTM,标准版 1个月
简介: 全网最全!彻底弄透Java处理GMT/UTC日期时间(下)

ZoneId


image.png

它代表一个时区的ID,如Europe/Paris。它规定了一些规则可用于将一个Instant时间戳转换为本地日期/时间LocalDateTime。


上面说了时区ZoneId是包含有规则的,实际上描述偏移量何时以及如何变化的实际规则由java.time.zone.ZoneRules定义。ZoneId则只是一个用于获取底层规则的ID。之所以采用这种方法,是因为规则是由政府定义的,并且经常变化,而ID是稳定的。


对于API调用者来说只需要使用这个ID(也就是ZoneId)即可,而需无关心更为底层的时区规则ZoneRules,和“政府”同步规则的事是它领域内的事就交给它喽。如:夏令时这条规则是由各国政府制定的,而且不同国家不同年一般都不一样,这个事就交由JDK底层的ZoneRules机制自行sync,使用者无需关心。


ZoneId在系统内是唯一的,它共包含三种类型的ID:


  1. 最简单的ID类型:ZoneOffset,它由’Z’和以’+‘或’-'开头的id组成。如:Z、+18:00、-18:00
  2. 另一种类型的ID是带有某种前缀形式的偏移样式ID,例如’GMT+2’或’UTC+01:00’。可识别的(合法的)前缀是’UTC’, ‘GMT’和’UT’
  3. 第三种类型是基于区域的ID(推荐使用)。基于区域的ID必须包含两个或多个字符,且不能以’UTC’、‘GMT’、‘UT’ '+‘或’-'开头。基于区域的id由配置定义好的,如Europe/Paris


概念说了一大推,下面给几个代码示例感受下吧。


1、获取系统默认的ZoneId:


@Test
public void test1() {
    // JDK 1.8之前做法
    System.out.println(TimeZone.getDefault());
    // JDK 1.8之后做法
    System.out.println(ZoneId.systemDefault());
}
输出:
Asia/Shanghai
sun.util.calendar.ZoneInfo[id="Asia/Shanghai",offset=28800000,dstSavings=0,useDaylight=false,transitions=29,lastRule=null]


二者结果是一样的,都是Asia/Shanghai。因为ZoneId方法底层就是依赖TimeZone,如图:


image.png


image.png


2、指定字符串得到一个ZoneId:


@Test
public void test2() {
    System.out.println(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
    // 报错:java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: Asia/xxx
    System.out.println(ZoneId.of("Asia/xxx"));
}


很明显,这个字符串也是不能随便写的。那么问题来了,可写的有哪些呢?同样的ZoneId提供了API供你获取到所有可用的字符串id,有兴趣的同学建议自行尝试:


@Test
public void test3() {
    ZoneId.getAvailableZoneIds();
}

3、根据偏移量得到一个ZoneId:


@Test
public void test4() {
    ZoneId zoneId = ZoneId.ofOffset("UTC", ZoneOffset.of("+8"));
    System.out.println(zoneId);
    // 必须是大写的Z
    zoneId = ZoneId.ofOffset("UTC", ZoneOffset.of("Z"));
    System.out.println(zoneId);
}
输出:
UTC+08:00
UTC


这里第一个参数传的前缀,可用值为:“GMT”, “UTC”, or “UT”。当然还可以传空串,那就直接返回第二个参数ZoneOffset。若以上都不是就报错


注意:根据偏移量得到的ZoneId内部并无现成时区规则可用,因此对于有夏令营的国家转换可能出问题,一般不建议这么去做。


4、从日期里面获得时区:


@Test
public void test5() {
    System.out.println(ZoneId.from(ZonedDateTime.now()));
    System.out.println(ZoneId.from(ZoneOffset.of("+8")));
    // 报错:java.time.DateTimeException: Unable to obtain ZoneId from TemporalAccessor:
    System.out.println(ZoneId.from(LocalDateTime.now()));
    System.out.println(ZoneId.from(LocalDate.now()));
}

虽然方法入参是TemporalAccessor,但是只接受带时区的类型,LocalXXX是不行的,使用时稍加注意。


ZoneOffset


距离格林威治/UTC的时区偏移量,例如+02:00。值得注意的是它继承自ZoneId,所以也可当作一个ZoneId来使用的,当然并不建议你这么去做,请独立使用。


时区偏移量是时区与格林威治/UTC之间的时间差。这通常是固定的小时数和分钟数。世界不同的地区有不同的时区偏移量。在ZoneId类中捕获关于偏移量如何随一年的地点和时间而变化的规则(主要是夏令时规则),所以继承自ZoneId。


1、最小/最大偏移量:因为偏移量传入的是数字,这个是有限制的哦


@Test
public void test6() {
    System.out.println("最小偏移量:" + ZoneOffset.MIN);
    System.out.println("最小偏移量:" + ZoneOffset.MAX);
    System.out.println("中心偏移量:" + ZoneOffset.UTC);
    // 超出最大范围
    System.out.println(ZoneOffset.of("+20"));
}
输出:
最小偏移量:-18:00
最小偏移量:+18:00
中心偏移量:Z
java.time.DateTimeException: Zone offset hours not in valid range: value 20 is not in the range -18 to 18


2、通过时分秒构造偏移量(使用很方便,推荐):

@Test
public void test7() {
    System.out.println(ZoneOffset.ofHours(8));
    System.out.println(ZoneOffset.ofHoursMinutes(8, 8));
    System.out.println(ZoneOffset.ofHoursMinutesSeconds(8, 8, 8));
    System.out.println(ZoneOffset.ofHours(-5));
    // 指定一个精确的秒数  获取实例(有时候也很有用处)
    System.out.println(ZoneOffset.ofTotalSeconds(8 * 60 * 60));
}
// 输出:
+08:00
+08:08
+08:08:08
-05:00
+08:00


看来,偏移量是能精确到秒的哈,只不过一般来说精确到分钟已经到顶了。


设置默认时区


ZoneId并没有提供设置默认时区的方法,但是通过文章可知ZoneId获取默认时区底层依赖的是TimeZone.getDefault()方法,因此设置默认时区方式完全遵照TimeZone的方式即可(共三种方式,还记得吗?)。


让人恼火的夏令时


因为有夏令时规则的存在,让操作日期/时间的复杂度大大增加。但还好JDK尽量的屏蔽了这些规则对使用者的影响。因此:推荐使用时区(ZoneId)转换日期/时间,一般情况下不建议使用偏移量ZoneOffset去搞,这样就不会有夏令时的烦恼啦。


JSR 310时区相关性


java.util.Date类型它具有时区无关性,带来的弊端就是一旦涉及到国际化时间转换等需求时,使用Date来处理是很不方便的。


JSR 310解决了Date存在的一系列问题:对日期、时间进行了分开表示(LocalDate、LocalTime、LocalDateTime),对本地时间和带时区的时间进行了分开管理。LocalXXX表示本地时间,也就是说是当前JVM所在时区的时间;ZonedXXX表示是一个带有时区的日期时间,它们能非常方便的互相完成转换。


@Test
public void test8() {
    // 本地日期/时间
    System.out.println("================本地时间================");
    System.out.println(LocalDate.now());
    System.out.println(LocalTime.now());
    System.out.println(LocalDateTime.now());
    // 时区时间
    System.out.println("================带时区的时间ZonedDateTime================");
    System.out.println(ZonedDateTime.now()); // 使用系统时区
    System.out.println(ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"))); // 自己指定时区
    System.out.println(ZonedDateTime.now(Clock.systemUTC())); // 自己指定时区
    System.out.println("================带时区的时间OffsetDateTime================");
    System.out.println(OffsetDateTime.now()); // 使用系统时区
    System.out.println(OffsetDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"))); // 自己指定时区
    System.out.println(OffsetDateTime.now(Clock.systemUTC())); // 自己指定时区
}


运行程序,输出:


================本地时间================
2021-01-17
09:18:40.703
2021-01-17T09:18:40.703
================带时区的时间ZonedDateTime================
2021-01-17T09:18:40.704+08:00[Asia/Shanghai]
2021-01-16T20:18:40.706-05:00[America/New_York]
2021-01-17T01:18:40.709Z
================带时区的时间OffsetDateTime================
2021-01-17T09:18:40.710+08:00
2021-01-16T20:18:40.710-05:00
2021-01-17T01:18:40.710Z


本地时间的输出非常“干净”,可直接用于显示。带时区的时间显示了该时间代表的是哪个时区的时间,毕竟不指定时区的时间是没有任何意义的。LocalXXX因为它具有时区无关性,因此它不能代表一个瞬间/时刻。


另外,关于LocalDateTime、OffsetDateTime、ZonedDateTime三者的跨时区转换问题,以及它们的详解,因为内容过多放在了下文专文阐述,保持关注。


读取字符串为JSR 310类型


一个独立的日期时间类型字符串如2021-05-05T18:00-04:00它是没有任何意义的,因为没有时区无法确定它代表那个瞬间,这是理论当然也适合JSR 310类型喽。


遇到一个日期时间格式字符串,要解析它一般有这两种情况:


  1. 不带时区/偏移量的字符串:要么不理它说转换不了,要么就约定一个时区(一般用系统默认时区),使用LocalDateTime来解析


@Test
public void test11() {
    String dateTimeStrParam = "2021-05-05T18:00";
    LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.parse(dateTimeStrParam);
    System.out.println("解析后:" + localDateTime);
}
输出:
解析后:2021-05-05T18:00


  1. 带时区字/偏移量的符串:
@Test
public void test12() {
    // 带偏移量 使用OffsetDateTime 
    String dateTimeStrParam = "2021-05-05T18:00-04:00";
    OffsetDateTime offsetDateTime = OffsetDateTime.parse(dateTimeStrParam);
    System.out.println("带偏移量解析后:" + offsetDateTime);
  // 带时区 使用ZonedDateTime 
    dateTimeStrParam = "2021-05-05T18:00-05:00[America/New_York]";
    ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.parse(dateTimeStrParam);
    System.out.println("带时区解析后:" + zonedDateTime);
}
输出:
带偏移量解析后:2021-05-05T18:00-04:00
带时区解析后:2021-05-05T18:00-04:00[America/New_York]

请注意带时区解析后这个结果:字符串参数偏移量明明是-05,为毛转换为ZonedDateTime后偏移量成为了-04呢???

这里是我故意造了这么一个case引起你的重视,对此结果我做如下解释:


image.png


如图,在2021.03.14 - 2021.11.07期间,纽约的偏移量是-4,其余时候是-5。本例的日期是2021-05-05处在夏令时之中,因此偏移量是-4,这就解释了为何你显示的写了-5最终还是成了-4。


JSR 310格式化

针对JSR 310日期时间类型的格式化/解析,有个专门的类java.time.format.DateTimeFormatter用于处理。


DateTimeFormatter也是一个不可变的类,所以是线程安全的,比SimpleDateFormat靠谱多了吧。另外它还内置了非常多的格式化模版实例供以使用,形如:


image.png


@Test
public void test13() {
    System.out.println(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE.format(LocalDate.now()));
    System.out.println(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_TIME.format(LocalTime.now()));
    System.out.println(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME.format(LocalDateTime.now()));
}
输出:
2021-01-17
22:43:21.398
2021-01-17T22:43:21.4


若想自定义模式pattern,和Date一样它也可以自己指定任意的pattern 日期/时间模式。由于本文在Date部分详细介绍了日期/时间模式,各个字母代表什么意思以及如何使用,这里就不再赘述了哈。


虽然DateTimeFormatter支持的模式比Date略有增加,但大体还保持一致,个人觉得这块无需再花精力。若真有需要再查官网也不迟


@Test
public void test14() {
    DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("第Q季度 yyyy-MM-dd HH:mm:ss", Locale.US);
    // 格式化输出
    System.out.println(formatter.format(LocalDateTime.now()));
    // 解析
    String dateTimeStrParam = "第1季度 2021-01-17 22:51:32";
    LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.parse(dateTimeStrParam, formatter);
    System.out.println("解析后的结果:" + localDateTime);
}


Q/q:季度,如3; 03; Q3; 3rd quarter。


最佳实践


  • 弃用Date,拥抱JSR 310

每每说到JSR 310日期/时间时我都会呼吁,保持惯例我这里继续啰嗦一句:放弃Date甚至禁用Date,使用JSR 310日期/时间吧,它才是日期时间处理的最佳实践。


另外,在使用期间关于制定时区(默认时区时)依旧有一套我心目中的最佳实践存在,这里分享给你:


  • 永远显式的指定你需要的时区,即使你要获取的是默认时区
// 方式一:普通做法
LocalDateTime.now();
// 方式二:最佳实践
LocalDateTime.now(ZoneId.systemDefault());


如上代码二者效果一模一样。但是方式二是最佳实践。


理由是:这样做能让代码带有明确的意图,消除模棱两可的可能性,即使获取的是默认时区。拿方式一来说吧,它就存在意图不明确的地方:到底是代码编写者忘记指定时区欠考虑了,还是就想用默认时区呢?这个答案如果不通读上下文是无法确定的,从而造成了不必要的沟通维护成本。因此即使你是要获取默认时区,也请显示的用ZoneId.systemDefault()写上去。


  • 使用JVM的默认时区需当心,建议时区和当前会话保持绑定


这个最佳实践在特殊场景用得到。这么做的理由是:JVM的默认时区通过静态方法TimeZone#setDefault()可全局设置,因此JVM的任何一个线程都可以随意更改默认时区。若关于时间处理的代码对时区非常敏感的话,最佳实践是你把时区信息和当前会话绑定,这样就可以不用再受到其它线程潜在影响了,确保了健壮性。


说明:会话可能只是当前请求,也可能是一个Session,具体case具体分析


总结



通过上篇文章 对日期时间相关概念的铺垫,加上本文的实操代码演示,达到弄透Java对日期时间的处理基本不成问题。


两篇文章的内容较多,信息量均比较大,消化起来需要些时间。一方面我建议你先搜藏留以当做参考书备用,另一方面建议多实践,代码这东西只有多写写才能有更深体会。


后面会再用3 -4篇文章对这前面这两篇的细节、使用场景进行补充,比如如何去匹配ZoneId和Offset的对应关系,LocalDateTime、OffsetDateTime、ZonedDateTime跨时区互转问题、在Spring MVC场景下使用的最佳实践等等,敬请关注,一起进步。


本文思考题


看完了不一定懂,看懂了不一定会。来,文末3个思考题帮你复盘:


  1. Date类型如何处理夏令时?
  2. ZoneId和ZoneOffset有什么区别?
  3. 平时项目若遇到日期时间的处理,有哪些最佳实践?


相关文章
|
23天前
|
Java 数据库
java小工具util系列1:日期和字符串转换工具
java小工具util系列1:日期和字符串转换工具
53 26
|
1月前
|
安全 Java API
告别SimpleDateFormat:Java 8日期时间API的最佳实践
在Java开发中,处理日期和时间是一个基本而重要的任务。传统的`SimpleDateFormat`类因其简单易用而被广泛采用,但它存在一些潜在的问题,尤其是在多线程环境下。本文将探讨`SimpleDateFormat`的局限性,并介绍Java 8引入的新的日期时间API,以及如何使用这些新工具来避免潜在的风险。
34 5
|
5月前
|
Java
Java基础之日期和时间
Java基础之日期和时间
40 1
|
6月前
|
安全 Java 程序员
Java8实战-新的日期和时间API
Java8实战-新的日期和时间API
51 3
|
2月前
|
Java API
Java的日期类都是怎么用的
【10月更文挑战第1天】本文介绍了 Java 中处理日期和时间的三个主要类:`java.util.Date`、`java.util.Calendar` 和 `java.time` 包下的新 API。`Date` 类用于表示精确到毫秒的瞬间,可通过时间戳创建或获取当前日期;`Calendar` 抽象类提供丰富的日期操作方法,如获取年月日及时区转换;`java.time` 包中的 `LocalDate`、`LocalTime`、`LocalDateTime` 和 `ZonedDateTime` 等类则提供了更为现代和灵活的日期时间处理方式,支持时区和复杂的时间计算。
48 14
|
3月前
|
Java 数据库
java小工具util系列1:日期和字符串转换工具
java小工具util系列1:日期和字符串转换工具
56 3
|
3月前
|
安全 Java API
时间日期API(Date,SimpleDateFormat,Calendar)+java8新增日期API (LocalTime,LocalDate,LocalDateTime)
这篇文章介绍了Java中处理日期和时间的API,包括旧的日期API(Date、SimpleDateFormat、Calendar)和Java 8引入的新日期API(LocalTime、LocalDate、LocalDateTime)。文章详细解释了这些类/接口的方法和用途,并通过代码示例展示了如何使用它们。此外,还讨论了新旧API的区别,新API的不可变性和线程安全性,以及它们提供的操作日期时间的灵活性和简洁性。
|
4月前
|
前端开发 JavaScript Java
【前端学java】java中的日期操作(13)
【8月更文挑战第10天】java中的日期操作
26 2
【前端学java】java中的日期操作(13)
|
4月前
|
Java
比较两个日期是否相等Java
这篇文章提供了Java中比较两个日期是否相等的两种方法:使用`Calendar`类和`SimpleDateFormat`类来确定两个日期是否为同一天,并附有详细的代码示例和测试结果。
|
5月前
|
安全 Java API
Java基础之日期和时间
【7月更文挑战第3天】 Java 8之前的日期时间处理涉及Date、Calendar、SimpleDateFormat及TimeZone类。Date是不可变对象,但不推荐直接调整时间。Calendar提供日期计算,而SimpleDateFormat用于格式化。Date和Calendar非线程安全,处理时区需用TimeZone。Java 8引入了java.time包,包含Instant、LocalDate等类,提供更现代、线程安全和高效的API,例如Instant用于时间戳,LocalDateTime表示日期和时间,ZonedDateTime处理时区。下节将探讨Java 8的新API。
112 2
下一篇
DataWorks