Java8新特性之線程安全日期類

更新時間：2021年04月16日 16:05:01 作者：wzq_55552

這篇文章主要介紹了Java8新特性之線程安全日期類,文中有非常詳細(xì)的代碼示例,對正在學(xué)習(xí)java的小伙伴們有一定的幫助,需要的朋友可以參考下

LocalDateTime
SimpleDateFormat線程不安全
SimpleDateFormat如何保證線程安全
Java8全新的日期和時間API
LocalDate
LocalTime
LocalDateTime
ZonedDateTime
Instant
日期計算
格式化時間
解析時間
DateTimeFormatter替代SimpleDateFormat
DateTimeFormatter底層原理
format和parse線程安全替代

LocalDateTime

Java8新特性之一，新增日期類。

在項(xiàng)目開發(fā)過程中經(jīng)常遇到時間處理，但是你真的用對了嗎，理解阿里巴巴開發(fā)手冊中禁用static修飾SimpleDateFormat嗎

通過閱讀本篇文章你將了解到：

為什么需要LocalDate、LocalTime、LocalDateTime【java8新提供的類】
Java8新的時間API的使用方式，包括創(chuàng)建、格式化、解析、計算、修改

可以使用Instant代替 Date，LocalDateTime代替 Calendar，DateTimeFormatter 代替 SimpleDateFormat。

SimpleDateFormat線程不安全

Date如果不格式化，打印出的日期可讀性差

Tue Sep 10 09:34:04 CST 2019

使用SimpleDateFormat對時間進(jìn)行格式化，但SimpleDateFormat是線程不安全的 SimpleDateFormat的format方法最終調(diào)用源碼：

private StringBuffer format(Date date, StringBuffer toAppendTo,
                              FieldDelegate delegate) {
        // Convert input date to time field list
        calendar.setTime(date);
 
        boolean useDateFormatSymbols = useDateFormatSymbols();
 
        for (int i = 0; i < compiledPattern.length; ) {
            int tag = compiledPattern[i] >>> 8;
            int count = compiledPattern[i++] & 0xff;
            if (count == 255) {
                count = compiledPattern[i++] << 16;
                count |= compiledPattern[i++];
            }
 
            switch (tag) {
            case TAG_QUOTE_ASCII_CHAR:
                toAppendTo.append((char)count);
                break;
 
            case TAG_QUOTE_CHARS:
                toAppendTo.append(compiledPattern, i, count);
                i += count;
                break;
 
            default:
                subFormat(tag, count, delegate, toAppendTo, useDateFormatSymbols);
                break;
            }
        }
        return toAppendTo;
    }

注意calendar.setTime(date);，Calendar類是里面基本都是final修飾的，calendar是共享變量，并且這個共享變量沒有做線程安全控制。當(dāng)多個線程同時使用相同的SimpleDateFormat對象【如用static修飾的SimpleDateFormat，一般會封裝在工具類，復(fù)用】調(diào)用format方法時，多個線程會同時調(diào)用calendar.setTime方法，可能一個線程剛設(shè)置好time值另外的一個線程馬上把設(shè)置的time值給修改了導(dǎo)致返回的格式化時間可能是錯誤的。

在多并發(fā)情況下使用SimpleDateFormat需格外注意：

SimpleDateFormat除了format方法是線程不安全以外，parse方法也是線程不安全的。parse方法實(shí)際調(diào)用alb.establish(calendar).getTime()方法來解析，alb.establish(calendar)方法里主要完成了

重置日期對象cal的屬性值
使用calb（calBuilder）中屬性設(shè)置cal
返回設(shè)置好的cal對象

但是這三步不是原子操作

SimpleDateFormat如何保證線程安全

避免線程之間共享一個SimpleDateFormat對象，每個線程使用時都創(chuàng)建一次SimpleDateFormat對象 => 創(chuàng)建和銷毀對象的開銷大
對使用format和parse方法的地方進(jìn)行加鎖 => 線程阻塞性能差
使用ThreadLocal保證每個線程最多只創(chuàng)建一次SimpleDateFormat對象 => 較好的方法

Date對時間處理比較麻煩，比如想獲取某年、某月、某星期，以及n天以后的時間，如果用Date來處理的話真是太難了，你可能會說Date類不是有g(shù)etYear、getMonth這些方法嗎，獲取年月日很Easy，但都被棄用了啊

Java8全新的日期和時間API

在使用Java程序操作數(shù)據(jù)庫時，我們需要把數(shù)據(jù)庫類型與Java類型映射起來。下表是數(shù)據(jù)庫類型與Java新舊API的映射關(guān)系：

數(shù)據(jù)庫	對應(yīng)Java類（舊）	對應(yīng)Java類（新）
DATETIME	java.util.Date	LocalDateTime
DATE	java.sql.Date	LocalDate
TIME	java.sql.Time	LocalTime
TIMESTAMP	java.sql.Timestamp	LocalDateTime

LocalDate

只會獲取年月日

//獲取當(dāng)前年月日
        LocalDate localDate = LocalDate.now();
        //構(gòu)造指定的年月日
        LocalDate localDate1 = LocalDate.of(2019, 9, 10);

        //獲取年、月、日、星期幾
        int year = localDate.getYear();
        int year1 = localDate.get(ChronoField.YEAR);
        Month month = localDate.getMonth();
        int month1 = localDate.get(ChronoField.MONTH_OF_YEAR);
        int day = localDate.getDayOfMonth();
        int day1 = localDate.get(ChronoField.DAY_OF_MONTH);
        DayOfWeek dayOfWeek = localDate.getDayOfWeek();
        int dayOfWeek1 = localDate.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK);

LocalTime

只會獲取幾點(diǎn)幾分幾秒

//創(chuàng)建LocalTime
        LocalTime localTime = LocalTime.of(13, 51, 10);
        LocalTime localTime1 = LocalTime.now();

        //獲取小時
        int hour = localTime.getHour();
        int hour1 = localTime.get(ChronoField.HOUR_OF_DAY);
        //獲取分
        int minute = localTime.getMinute();
        int minute1 = localTime.get(ChronoField.MINUTE_OF_HOUR);
        //獲取秒
        int second = localTime.getSecond();
        int second1 = localTime.get(ChronoField.SECOND_OF_MINUTE);

LocalDateTime

獲取年月日時分秒，等于LocalDate+LocalTime

//創(chuàng)建對象
        LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
        LocalDateTime localDateTime1 = LocalDateTime.of(2019, Month.SEPTEMBER, 10, 14, 46, 56);
        //LocalDate+LocalTime-->LocalDateTime
        LocalDateTime localDateTime2 = LocalDateTime.of(localDate, localTime);
        LocalDateTime localDateTime3 = localDate.atTime(localTime);
        LocalDateTime localDateTime4 = localTime.atDate(localDate);

        //獲取LocalDate
        LocalDate localDate2 = localDateTime.toLocalDate();
        //獲取LocalTime
        LocalTime localTime2 = localDateTime.toLocalTime();

ZonedDateTime

LocalDateTime總是表示本地日期和時間，要表示一個帶時區(qū)的日期和時間，我們就需要ZonedDateTime。

可以簡單地把ZonedDateTime理解成LocalDateTime加ZoneId。ZoneId是java.time引入的新的時區(qū)類，注意和舊的java.util.TimeZone區(qū)別。

創(chuàng)建一個ZonedDateTime對象

// 默認(rèn)時區(qū)
ZonedDateTime zbj = ZonedDateTime.now(); 
// 用指定時區(qū)獲取當(dāng)前時間
ZonedDateTime zny = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"));

結(jié)果：

2019-09-15T20:58:18.786182+08:00[Asia/Shanghai]
2019-09-15T08:58:18.788860-04:00[America/New_York]

另一種創(chuàng)建方式是通過給一個LocalDateTime附加一個ZoneId，就可以變成ZonedDateTime：

LocalDateTime ldt = LocalDateTime.of(2019, 9, 15, 15, 16, 17);
ZonedDateTime zbj = ldt.atZone(ZoneId.systemDefault());
ZonedDateTime zny = ldt.atZone(ZoneId.of("America/New_York"));

時區(qū)轉(zhuǎn)換

要轉(zhuǎn)換時區(qū)，首先我們需要有一個ZonedDateTime對象，然后，通過withZoneSameInstant()將關(guān)聯(lián)時區(qū)轉(zhuǎn)換到另一個時區(qū)，轉(zhuǎn)換后日期和時間都會相應(yīng)調(diào)整。

ZonedDateTime zbj = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
// 轉(zhuǎn)換為紐約時間:
ZonedDateTime zny = zbj.withZoneSameInstant(ZoneId.of("America/New_York"));

ZonedDateTime仍然提供了plusDays()等加減操作。

要特別注意，時區(qū)轉(zhuǎn)換的時候，由于夏令時的存在，不同的日期轉(zhuǎn)換的結(jié)果很可能是不同的。這是北京時間9月15日的轉(zhuǎn)換結(jié)果：

2019-09-15T21:05:50.187697+08:00[Asia/Shanghai]
2019-09-15T09:05:50.187697-04:00[America/New_York]

這是北京時間11月15日的轉(zhuǎn)換結(jié)果：

2019-11-15T21:05:50.187697+08:00[Asia/Shanghai]
2019-11-15T08:05:50.187697-05:00[America/New_York]

兩次轉(zhuǎn)換后的紐約時間有1小時的夏令時時差。涉及到時區(qū)時，千萬不要自己計算時差，否則難以正確處理夏令時。有了ZonedDateTime，將其轉(zhuǎn)換為本地時間就非常簡單：

ZonedDateTime zdt = ...
LocalDateTime ldt = zdt.toLocalDateTime();

轉(zhuǎn)換為LocalDateTime時，直接丟棄了時區(qū)信息。

Instant

獲取秒數(shù)或時間戳

//創(chuàng)建Instant對象
        Instant instant = Instant.now();
        //獲取秒數(shù)
        long currentSecond = instant.getEpochSecond();
        //獲取毫秒數(shù)
        long currentMilli = instant.toEpochMilli();
        long l = System.currentTimeMillis();

System.currentTimeMillis()也可以獲取毫秒數(shù)。

日期計算

LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Instant為不可變對象，修改這些對象對象會返回一個副本

增加、減少年數(shù)、月數(shù)、天數(shù)等，以LocalDateTime為例

//修改LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Instant
        LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2019, Month.SEPTEMBER, 10,
                14, 46, 56);
        //增加一年
        localDateTime = localDateTime.plusYears(1);
        localDateTime = localDateTime.plus(1, ChronoUnit.YEARS);
        //減少一個月
        localDateTime = localDateTime.minusMonths(1);
        localDateTime = localDateTime.minus(1, ChronoUnit.MONTHS);

		//通過with修改某些值
        //修改年為2020
        localDateTime = localDateTime.withYear(2020);
        //修改為2022
        localDateTime = localDateTime.with(ChronoField.YEAR, 2022);
		//還可以修改月、日

有些時候想知道這個月的最后一天是幾號、下個周末是幾號，通過提供的時間和日期API可以很快得到答案

LocalDate localDate = LocalDate.now();
LocalDate localDate1 = localDate.with(TemporalAdjusters.firstDayOfYear());

比如通過firstDayOfYear()返回了當(dāng)前年的第一天日期，還有很多方法這里不在舉例說明

格式化時間

DateTimeFormatter默認(rèn)提供了多種格式化方式，如果默認(rèn)提供的不能滿足要求，可以通過DateTimeFormatter的ofPattern方法創(chuàng)建自定義格式化方式

LocalDate localDate = LocalDate.of(2019, 9, 10);
String s1 = localDate.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);
String s2 = localDate.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);
//自定義格式化
DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("dd/MM/yyyy");
String s3 = localDate.format(dateTimeFormatter);

解析時間

和SimpleDateFormat相比，DateTimeFormatter是線程安全的

LocalDate localDate1 = LocalDate.parse("20190910", DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);
LocalDate localDate2 = LocalDate.parse("2019-09-10", DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);

DateTimeFormatter替代SimpleDateFormat

使用舊的Date對象時，我們用SimpleDateFormat進(jìn)行格式化顯示。使用新的LocalDateTime或ZonedLocalDateTime時，我們要進(jìn)行格式化顯示，就要使用DateTimeFormatter。

和SimpleDateFormat不同的是，DateTimeFormatter不但是不變對象，它還是線程安全的。因?yàn)?code>SimpleDateFormat不是線程安全的，使用的時候，只能在方法內(nèi)部創(chuàng)建新的局部變量。而DateTimeFormatter可以只創(chuàng)建一個實(shí)例，到處引用。

//構(gòu)造器1：傳入格式字符串
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

//構(gòu)造器2：傳入格式字符串和地區(qū)
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("E, yyyy-MMMM-dd HH:mm:ss", Locale.US);
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("E, yyyy-MMMM-dd HH:mm:ss", Locale.CHINA);

DateTimeFormatter底層原理

DateTimeFormatter線程安全的？為什么？

源碼：

在這里插入圖片描述

很明顯，通過final修飾類，不可被繼承，final修飾變量，做成了不可變類，類似String，不僅線程安全而且高效。全局可以只有一個對象，多個線程引用。

format和parse線程安全替代

使用LocalDateTime的format和parse方法，傳入對應(yīng)的DateTimeFormatter對象參數(shù)，實(shí)際也是調(diào)用DateTimeFormatter的format和parse方法，實(shí)現(xiàn)日期格式化和解析，是線程安全的。

DateTimeFormatter類解析LocalDateTime中的日期變量，轉(zhuǎn)成StringBuilder返回。LocalDateTime等新出的日期類全是final修飾的類，不能被繼承，且對應(yīng)的日期變量都是final修飾的，也就是不可變類。賦值一次后就不可變，不存在多線程數(shù)據(jù)問題。

在這里插入圖片描述