1.Date和Calendar

1.Date

java.util.Date是用于表示一个日期和时间的对象。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取当前时间:
        Date date = new Date();
        System.out.println(date.getYear() + 1900); // 必须加上1900
        System.out.println(date.getMonth() + 1); // 0~11，必须加上1
        System.out.println(date.getDate()); // 1~31，不能加1
        // 转换为String:
        System.out.println(date.toString());
        // 转换为GMT时区:
        System.out.println(date.toGMTString());
        // 转换为本地时区:
        System.out.println(date.toLocaleString());
    }
}

SimpleDateFormat对一个Date进行转换。它用预定义的字符串表示格式化：

yyyy：年
MM：月
dd: 日
HH: 小时
mm: 分钟

ss: 秒

2.Calendar

Calendar可以用于获取并设置年、月、日、时、分、秒，它和Date比，主要多了一个可以做简单的日期和时间运算的功能。
我们来看Calendar的基本用法：

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
      // 获取当前时间:
      Calendar c = Calendar.getInstance();
      int y = c.get(Calendar.YEAR);
      int m = 1 + c.get(Calendar.MONTH);
      int d = c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
      int w = c.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
      int hh = c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
      int mm = c.get(Calendar.MINUTE);
      int ss = c.get(Calendar.SECOND);
      int ms = c.get(Calendar.MILLISECOND);
      System.out.println(y + "-" + m + "-" + d + " " + w + " " + hh + ":" + mm + ":" + ss + "." + ms);
  }
}

Calendar只有一种方式获取，即Calendar.getInstance()，而且一获取到就是当前时间。
利用Calendar.getTime()可以将一个Calendar对象转换成Date对象，然后就可以用SimpleDateFormat进行格式化了。

3.TimeZone

Calendar和Date相比，它提供了时区转换的功能。时区用TimeZone对象表示：

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
      TimeZone tzDefault = TimeZone.getDefault(); // 当前时区
      TimeZone tzGMT9 = TimeZone.getTimeZone("GMT+09:00"); // GMT+9:00时区
      TimeZone tzNY = TimeZone.getTimeZone("America/New_York"); // 纽约时区
      System.out.println(tzDefault.getID()); // Asia/Shanghai
      System.out.println(tzGMT9.getID()); // GMT+09:00
      System.out.println(tzNY.getID()); // America/New_York
  }
}

利用Calendar进行时区转换的步骤是：

清除所有字段；
设定指定时区；
设定日期和时间；
创建SimpleDateFormat并设定目标时区；
格式化获取的Date对象（注意Date对象无时区信息，时区信息存储在SimpleDateFormat中）。

因此，本质上时区转换只能通过SimpleDateFormat在显示的时候完成。
Calendar也可以对日期和时间进行简单的加减：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 当前时间:
        Calendar c = Calendar.getInstance();
        // 清除所有:
        c.clear();
        // 设置年月日时分秒:
        c.set(2019, 10 /* 11月 */, 20, 8, 15, 0);
        // 加5天并减去2小时:
        c.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 5);
        c.add(Calendar.HOUR_OF_DAY, -2);
        // 显示时间:
        var sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        Date d = c.getTime();
        System.out.println(sdf.format(d));
        // 2019-11-25 6:15:00
    }
}

计算机表示的时间是以整数表示的时间戳存储的，即Epoch Time，Java使用long型来表示以毫秒为单位的时间戳，通过System.currentTimeMillis()获取当前时间戳。
Java有两套日期和时间的API：

旧的Date、Calendar和TimeZone；
新的LocalDateTime、ZonedDateTime、ZoneId等。

分别位于java.util和java.time包中。

2.LocalDateTime

从Java 8开始，java.time包提供了新的日期和时间API，主要涉及的类型有：

本地日期和时间：LocalDateTime，LocalDate，LocalTime；
带时区的日期和时间：ZonedDateTime；
时刻：Instant；
时区：ZoneId，ZoneOffset；
时间间隔：Duration。

以及一套新的用于取代SimpleDateFormat的格式化类型DateTimeFormatter。
和旧的API相比，新API严格区分了时刻、本地日期、本地时间和带时区的日期时间，并且，对日期和时间进行运算更加方便。
此外，新API修正了旧API不合理的常量设计：

Month的范围用1~12表示1月到12月；
Week的范围用1~7表示周一到周日。

最后，新API的类型几乎全部是不变类型（和String类似），可以放心使用不必担心被修改。

1.LocalDateTime

我们首先来看最常用的LocalDateTime，它表示一个本地日期和时间：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        LocalDate d = LocalDate.now(); // 当前日期
        LocalTime t = LocalTime.now(); // 当前时间
        LocalDateTime dt = LocalDateTime.now(); // 当前日期和时间
        System.out.println(d); // 严格按照ISO 8601格式打印
        System.out.println(t); // 严格按照ISO 8601格式打印
        System.out.println(dt); // 严格按照ISO 8601格式打印
    }
}

注意ISO 8601规定的日期和时间分隔符是T。标准格式如下：

日期：yyyy-MM-dd
时间：HH:mm:ss
带毫秒的时间：HH:mm:ss.SSS
日期和时间：yyyy-MM-dd’T’HH:mm:ss

带毫秒的日期和时间：yyyy-MM-dd’T’HH:mm:ss.SSS

2.DateTimeFormatter

如果要自定义输出的格式，或者要把一个非ISO 8601格式的字符串解析成LocalDateTime，可以使用新的DateTimeFormatter：

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
      // 自定义格式化:
      DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");
      System.out.println(dtf.format(LocalDateTime.now()));
      // 用自定义格式解析:
      LocalDateTime dt2 = LocalDateTime.parse("2019/11/30 15:16:17", dtf);
      System.out.println(dt2);
  }
}

LocalDateTime提供了对日期和时间进行加减的非常简单的链式调用：

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
      LocalDateTime dt = LocalDateTime.of(2019, 10, 26, 20, 30, 59);
      System.out.println(dt);
      // 加5天减3小时:
      LocalDateTime dt2 = dt.plusDays(5).minusHours(3);
      System.out.println(dt2); // 2019-10-31T17:30:59
      // 减1月:
      LocalDateTime dt3 = dt2.minusMonths(1);
      System.out.println(dt3); // 2019-09-30T17:30:59
  }
}

注意到月份加减会自动调整日期，例如从2019-10-31减去1个月得到的结果是2019-09-30，因为9月没有31日。
对日期和时间进行调整则使用withXxx()方法，例如：withHour(15)会把10:11:12变为15:11:12：

调整年：withYear()
调整月：withMonth()
调整日：withDayOfMonth()
调整时：withHour()
调整分：withMinute()
调整秒：withSecond()
```
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
      LocalDateTime dt = LocalDateTime.of(2019, 10, 26, 20, 30, 59);
      System.out.println(dt);
      // 日期变为31日:
      LocalDateTime dt2 = dt.withDayOfMonth(31);
      System.out.println(dt2); // 2019-10-31T20:30:59
      // 月份变为9:
      LocalDateTime dt3 = dt2.withMonth(9);
      System.out.println(dt3); // 2019-09-30T20:30:59
  }
}
```
同样注意到调整月份时，会相应地调整日期，即把2019-10-31的月份调整为9时，日期也自动变为30。
实际上，LocalDateTime还有一个通用的with()方法允许我们做更复杂的运算。例如：
```
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
      // 本月第一天0:00时刻:
      LocalDateTime firstDay = LocalDate.now().withDayOfMonth(1).atStartOfDay();
      System.out.println(firstDay);
      // 本月最后1天:
      LocalDate lastDay = LocalDate.now().with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth());
      System.out.println(lastDay);
      // 下月第1天:
      LocalDate nextMonthFirstDay = LocalDate.now().with(TemporalAdjusters.firstDayOfNextMonth());
      System.out.println(nextMonthFirstDay);
      // 本月第1个周一:
      LocalDate firstWeekday = LocalDate.now().with(TemporalAdjusters.firstInMonth(DayOfWeek.MONDAY));
      System.out.println(firstWeekday);
  }
}
```
注意到LocalDateTime无法与时间戳进行转换，因为LocalDateTime没有时区，无法确定某一时刻。后面我们要介绍的ZonedDateTime相当于LocalDateTime加时区的组合，它具有时区，可以与long表示的时间戳进行转换。

3.Duration和Period
Duration表示两个时刻之间的时间间隔。另一个类似的Period表示两个日期之间的天数：
```
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
      LocalDateTime start = LocalDateTime.of(2019, 11, 19, 8, 15, 0);
      LocalDateTime end = LocalDateTime.of(2020, 1, 9, 19, 25, 30);
      Duration d = Duration.between(start, end);
      System.out.println(d); // PT1235H10M30S
      Period p = LocalDate.of(2019, 11, 19).until(LocalDate.of(2020, 1, 9));
      System.out.println(p); // P1M21D
  }
}
```
Java 8引入了新的日期和时间API，它们是不变类，默认按ISO 8601标准格式化和解析；
使用LocalDateTime可以非常方便地对日期和时间进行加减，或者调整日期和时间，它总是返回新对象；
使用isBefore()和isAfter()可以判断日期和时间的先后；
使用Duration和Period可以表示两个日期和时间的“区间间隔”。

3.ZonedDateTime
LocalDateTime总是表示本地日期和时间，要表示一个带时区的日期和时间，我们就需要ZonedDateTime。
可以简单地把ZonedDateTime理解成LocalDateTime加ZoneId。ZoneId是java.time引入的新的时区类，注意和旧的java.util.TimeZone区别。
要创建一个ZonedDateTime对象，有以下几种方法，一种是通过now()方法返回当前时间：
```
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
      ZonedDateTime zbj = ZonedDateTime.now(); // 默认时区
      ZonedDateTime zny = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York")); // 用指定时区获取当前时间
      System.out.println(zbj);
      System.out.println(zny);
  }
}
```
ZonedDateTime是带时区的日期和时间，可用于时区转换；
ZonedDateTime和LocalDateTime可以相互转换。

4.DateTimeFormatter
DateTimeFormatter不但是不变对象，它还是线程安全的。线程的概念我们会在后面涉及到。现在我们只需要记住：因为SimpleDateFormat不是线程安全的，使用的时候，只能在方法内部创建新的局部变量。而DateTimeFormatter可以只创建一个实例，到处引用。
创建DateTimeFormatter时，我们仍然通过传入格式化字符串实现：
```
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm");
```
对ZonedDateTime或LocalDateTime进行格式化，需要使用DateTimeFormatter类；
DateTimeFormatter可以通过格式化字符串和Locale对日期和时间进行定制输出。

5.Instant
计算机存储的当前时间，本质上只是一个不断递增的整数。Java提供的System.currentTimeMillis()返回的就是以毫秒表示的当前时间戳。
这个当前时间戳在java.time中以Instant类型表示，我们用Instant.now()获取当前时间戳，效果和System.currentTimeMillis()类似：
```
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
      Instant now = Instant.now();
      System.out.println(now.getEpochSecond()); // 秒
      System.out.println(now.toEpochMilli()); // 毫秒
  }
}
```
Instant表示高精度时间戳，它可以和ZonedDateTime以及long互相转换。

6.数据库中
在数据库中，也存在几种日期和时间类型：
DATETIME：表示日期和时间；
DATE：仅表示日期；
TIME：仅表示时间；
TIMESTAMP：和DATETIME类似，但是数据库会在创建或者更新记录的时候同时修改TIMESTAMP。

在使用Java程序操作数据库时，我们需要把数据库类型与Java类型映射起来。下表是数据库类型与Java新旧API的映射关系：

数据库	对应Java类（旧）	对应Java类（新）
DATETIME	java.util.Date	LocalDateTime
DATE	java.sql.Date	LocalDate
TIME	java.sql.Time	LocalTime
TIMESTAMP	java.sql.Timestamp	LocalDateTime

实际上，在数据库中，我们需要存储的最常用的是时刻（Instant），因为有了时刻信息，就可以根据用户自己选择的时区，显示出正确的本地时间。所以，最好的方法是直接用长整数long表示，在数据库中存储为BIGINT类型。
通过存储一个long型时间戳，我们可以编写一个timestampToString()的方法，非常简单地为不同用户以不同的偏好来显示不同的本地时间：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        long ts = 1574208900000L;
        System.out.println(timestampToString(ts, Locale.CHINA, "Asia/Shanghai"));
        System.out.println(timestampToString(ts, Locale.US, "America/New_York"));
    }
    static String timestampToString(long epochMilli, Locale lo, String zoneId) {
        Instant ins = Instant.ofEpochMilli(epochMilli);
        DateTimeFormatter f = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.MEDIUM, FormatStyle.SHORT);
        return f.withLocale(lo).format(ZonedDateTime.ofInstant(ins, ZoneId.of(zoneId)));
    }
}

处理日期和时间时，尽量使用新的java.time包；
在数据库中存储时间戳时，尽量使用long型时间戳，它具有省空间，效率高，不依赖数据库的优点。

重生之最后再学一次 Java

8.Java时间与日期

1.Date和Calendar

1.Date

2.Calendar

3.TimeZone

2.LocalDateTime

1.LocalDateTime

2.DateTimeFormatter

3.Duration和Period

3.ZonedDateTime

4.DateTimeFormatter

5.Instant

6.数据库中