Java中日期时间API小结

Java中为处理日期和时间提供了大量的API，确实有把一件简单的事情搞复杂的嫌疑，各种类：Date Time Timestamp Calendar...，但是如果能够看到时间处理的本质就可以轻松hold住这堆东西了。

常用的类

表示类

java.util.Date :能够准确记录到毫秒级别的时间表示类，但是其中的各种get set(修改时间或者获取时间中某一个特殊参数)都已经被废弃。
java.sql.Date :为数据库提供的日期类，继承自util包中的Date，但是这个类只能够操作日期，不能读取或者修改时间。sql和util中Date内部进行存储的long，都可以保存到毫秒级别
java.sql.Time :为数据库提供的时间类，和Date相反，它只能获取和操作时间相关的信息。
java.sql.Timestamp:时间戳，继承util.Date，它不仅能够完美支持util.Date的功能，而且可以支持到纳秒级别(10^-9 s)。

工具类

Calendar:主要用来操作一个Date类型，提供了一系列接口来获取或修改其中的信息。
TimeZone:用来配合Calendar 操作Date，主要是考虑时区的问题，值得注意的是，在Date中存储的信息是一个绝对标准时间(稍后说明)，而如果需要进行时区的转化，那么只需要配合此类即可。
SimpleDateFormat:常用的格式化Date的工具，主要是进行String和日期之间的互换。

基本概念

时间的来源

注意，这里并不是讨论一个哲学的问题，在大部分的编程语言中，我们都是采用从1970-01-01 00:00:00.000 开始至今的毫秒差作为表示时间的数值，这个时间是绝对公立的，它和时区没有任何关系。在Java中任何时间的表示类的底层存储的毫秒数都是一个这样的标准时间。

在java中获取当前时间接口是System.currentTimeMillis()。

值得一提的是Java还提供了一个更加精确的时间：System.nanoTime()，获取一个时间精确到纳秒，但是它并不是一个当前的精确时间，而是JVM提供的一个时间，它的主要用途是来精确衡量两个时间段之间的时间，如计算一段代码的执行时间：

    long startTime = System.nanoTime();
   // ... the code being measured ...
   long estimatedTime = System.nanoTime() - startTime;

可以比较两个接口返回的内容：
System.currentTimeMillis():1429108246639
System.nanoTime():1429108246640(ms)089000------->多了6位

UTC和GMT

这两个标准唯一不同之处在于UTC是基于GMT进行微调之后的一个时间，本文不去深究这两者的差别，在此认为这两者是一个东西。

初中地理教过我们，地球是24个时区，东部和西部各12个，时区的基准点是伦敦(基准UTC)，往东，会领先UTC，往西，会落后UTC。

如北京属于东八区，那么我们的时间会领先基准，也就是我们在早上9点时，伦敦是早上1点。如果我们在不同时区接发邮件的时候，可以发现这个问题。

这个时间是我收到一份来自华盛顿的邮件的时间：

2014年1月23日(星期四) 晚上7:29 (UTC-05:00 华盛顿、多伦多、古巴、智利时间)

这里我们可以在邮件时间后面发现UTC-05:00，说明这里是落后UTC基准5个小时。注意，前面的时间是发件人的本地时间，如果转化成北京所在时区的时间应该是加上13h，那我收到这封邮件的本地时间是：2014-01-24 星期五早上8:29。

再谈TimeStamp

前面说了，TimeStamp能够精确到纳秒，那它是怎么做到的呢？由于TimeStamp继承自Date，它把整数秒存储在超类中，而在子类中专门用一个long类型存储零的秒数:nanos

需要注意，除非你显示去调用TimeStamp的这个构造器:
public Timestamp(int year, int month, int date, int hour, int minute, int second, int nano)

显示去指定nano的值，否则这个构造器的参数
public Timestamp(long time)

的单位实际上是毫秒。

API的使用

最后再来说说日期时间的操作接口，过程基本如下图：

           SimpleDateFormat <------>  Date   <---------> Calendar

Date负责存储一个绝对时间，并对两边提供操作接口。Calendar负责对Date中特定信息，比如这个时间是改年的第几个星期，此外，还可以通过set,add,roll接口来进行日期时间的增减。SimpleDateFormat主要作为一些格式化的输入输出。

SimpleDateFormat

SimpleDateFormat的构造器接受一个String pattern，其中的pattern是预定义的：

G 年代标志符
y 年
M 月
d 日
h 时 在上午或下午 (1~12)
H 时 在一天中 (0~23)
m 分
s 秒
S 毫秒
E 星期
D 一年中的第几天
F 一月中第几个星期几
w 一年中第几个星期
W 一月中第几个星期
a 上午 / 下午 标记符 
k 时 在一天中 (1~24)
K 时 在上午或下午 (0~11)
z 时区

例子1：

 SimpleDateFormat DATETIME_FORMATER_WITHWEEK = new SimpleDateFormat(
            "yyyy-MM-dd E HH:mm");

    java.util.Date date = new java.util.Date();
    System.out.println(DATETIME_FORMATER_WITHWEEK.format(date));
    
    //output: 2015-04-15 星期三 23:59 
    //当然，反过来，我也可以使用这个format将output的字符串转化成Date

Calendar

Calendar中主要需要了解的各种操作域，感觉这也是Java在做这个API时的一个败笔，灵活有余，可控性不足，初学者如果乱用域，将会产生各种bug。至于每一个域对应的时间分量，请自行google。

一些常用的filed：

YEAR:年
MONTH：月（从0 开始，0 表示1月....11表示12月）
DAY_OF_MONTH :几号（等同DATE）
DAY_OF_WEEK：星期几
DAY_OF_YEAR：年里面的天
DATE:几号（等同DAY_OF_MONTH）

一个filed通常来说对应了日期时间中的某一个分量，在操作这个分类有些操作会向高位进位，而有的操作则不会【bug高发区域】。

例子2：

SimpleDateFormat DATETIME_FORMATER_WITHWEEK = new SimpleDateFormat(
     "yyyy-MM-dd E");
    Calendar calendarT = Calendar.getInstance(Locale.CHINA);
    System.out.println(DATETIME_FORMATER_WITHWEEK.format(calendarT.getTime()));
    calendarT.set(Calendar.MONTH,12);// 月份进位
    System.out.println(DATETIME_FORMATER_WITHWEEK.format(calendarT.getTime()));
    //output:   2015-04-16 星期四
                    2016-01-16 星期六

例子3：

        SimpleDateFormat DATETIME_FORMATER_WITHWEEK = new SimpleDateFormat(
     "yyyy-MM-dd E");
    Calendar calendarT = Calendar.getInstance(Locale.CHINA);
    System.out.println("原始    :"+DATETIME_FORMATER_WITHWEEK.format(calendarT.getTime()));
    calendarT.set(Calendar.DAY_OF_MONTH,1);// 当月第一天
    System.out.println("当月第一天:"+DATETIME_FORMATER_WITHWEEK.format(calendarT.getTime()));
    //roll不会进位
    calendarT.roll(Calendar.DATE,-1);
    System.out.println("roll -1:"+DATETIME_FORMATER_WITHWEEK.format(calendarT.getTime()));
    calendarT.set(Calendar.DAY_OF_MONTH,1);// 当月第一天
    calendarT.add(Calendar.DATE,-1);
    //add产生进位
    System.out.println("add -1:"+DATETIME_FORMATER_WITHWEEK.format(calendarT.getTime()));
    
    //output:原始    :2015-04-16 星期四
                当月第一天:2015-04-01 星期三
                roll -1:2015-04-30 星期四
                add -1:2015-03-31 星期二

最后还是需要说明一点，获取当前时间指的是当前本地时间对应的UTC时间，和时区没有关系！有点绕，没关系看代码：

例子4：

Calendar calendar1 = Calendar.getInstance(Locale.CHINA);
    Calendar calendar2 = Calendar.getInstance(Locale.GERMAN);
    System.out.println(calendar1.getTimeInMillis());
    System.out.println(calendar2.getTimeInMillis());
    
    //output:
        1429115150117
        1429115150117

最后贴一个日期处理开源库：joda-time

秒客网