日期和时间类【Date】【Calendar日历类】【LocalDate】Date-Time API详解

我们先来介绍一下与时间相关的基础知识。
GMT - 格林尼治标准时间（Greenwich Mean Time），简称GMT，实际上与世界时UT（universal time ）基本一致。
UTC - 协调世界时（Universal Time Coordinated），简称UTC，比GMT更精确。
LT - 本地时间（Local Time），简称LT，表示所在时区的时间。
CST - 北京时间（China standard Time），中国标准时间。

时区：整个地球分为二十四时区，每个时区都有自己的本地时间。UTC或GMT与LT有如下换算关系：LT = UTC + 时区差。
东区是加相应的时区差，西区是减时区差。例如，CST-北京时间，在时区划分上，属东八区，比UTC协调世界时早8小时，记为UTC+8。

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时间戳：UTC时间的原点是：1970年1月1日00:00:00。在中国，CST-北京时间比UTC协调世界时早8小时。因此，在中国，时间戳是自1970年1月1日（08：00：00GMT）至当前时间的总秒数，它也被称为Unix时间戳（unix Timestamp），广泛的应用在知识产权保护、合同签字、金融帐务、电子报价投标、股票交易等方面，作为时间标记。

另外，还有三个关于时间单位的换算公式：
(1)1秒 = 1000毫秒；
(2)1毫秒 = 1000微秒；
(3)1微秒 = 1000纳秒。

“逝者如斯夫，不舍昼夜”是《论语·子罕》中记载的孔子的名言。孔子在河边看到河水不断流淌，有感而发，形容时间就像这河水一样，不分昼夜地流逝，提醒人们要珍惜时间。这句话不仅表达了时间的流逝不可逆转，也寓意着人们应该珍惜每一刻，不要虚度光阴。
在计算机世界，我们是以1970 年 1 月 1 日 00:00:00作为基准时间，是UTC时间的原点。时间计算最常用的度量单位是毫秒(1秒的千分之一)，时间是一维空间，如下图所示：
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我们用long类型的变量来表示时间，从基准时间往前几亿年，往后几亿年都能表示。如果想获得当前时刻的“时刻数值”，代码如下：

	long now = System.currentTimeMillis();

这个“时刻数值”是所有时间类的核心值，年月日都是根据这个“数值”计算出来的。JDK 8 以前的时间日期相关类的关系如下所示：
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一、日期类Date

JDK 8以前的版本，通常用Date类（java.util.Date）来处理日期、时间：包括创建日期、时间对象；获取系统当前日期和时间等。
Date类用于表示日期和时间，是公历（阳历）表示法，表示特定的瞬间，精确到毫秒。Date类表示的日期和我们对日期的认知略有差异：

Date类定义的日期有一个起始点，是UTC时间：1970年1月1日00:00:00。
年份由整数表示，但是Date类的年份是从1900年开始算起的，若Date类的年份为y，那么实际年份应当是 y + 1900。
月份也由整数表示，Date类（java.util.Date）的月份是从0至11的整数表示，一月是0、二月是1，由此类推十二月是11。
日期（一月中的某天）按通常方式由整数 1 至 31 表示，这点和我们的认知一致。
小时由从 0 至 23 的整数表示。因此，从午夜到 1 a.m. 的时间是 0 点，从中午到 1 p.m. 的时间是 12 点，这点也和我们的认知一致。
分钟按通常方式由 0 至 59的整数表示。

时间类Date有两个常用方法：
Date() 分配一个Date对象，并初始化此对象为系统当前的日期和时间，可以精确到毫秒。
long getTime() 返回自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 GMT 以来此 Date 对象表示的毫秒数。

二、DateFormat类和SimpleDateFormat类

DateFormat类的作用：
把时间对象转化成指定格式的字符串。反之，把指定格式的字符串转化成时间对象。
DateFormat是一个抽象类，一般使用它的的子类SimpleDateFormat类来实现。

日期时间格式化占位符的含义：
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Date日期时间类及其日期时间格式测试：

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class testDate {
	public static void main(String[] args) throws Exception  {
        // 定义输出格式   
        SimpleDateFormat sdf = null;
        sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
       
        Date date = new Date(); //获取系统当前日期
        System.out.println(date); //打印当前年月日
        System.out.println(date.getTime());//打印当前时间
        // 将日期转化为字符串
        String str = sdf.format(date);
        System.out.println(str);
        

        //把字符串转化为日期Date对象
        sdf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日");
        String string = "2024年01月18日";
        date = sdf.parse(string);
        System.out.println(date); 
	}
}

测试效果结果：
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三、Calendar日历类

Calendar 类是一个抽象类，为我们提供了关于日期计算的相关功能，比如：年、月、日、时、分、秒的展示和计算。
GregorianCalendar 是 Calendar 的一个具体子类，提供了世界上大多数国家/地区使用的标准日历系统。
注意月份的表示，一月是0，二月是1，以此类推，12月是11。因为大多数人习惯于使用单词而不是使用数字来表示月份，这样程序也许更易读，父类Calendar使用常量来表示月份：JANUARY、FEBRUARY等等。

Java语言对日期时间类Date的设计很差，日期的格式处理定义在java.text包中，而且java.util.Date是非线程安全的。
另外，在java.sql 包中有java.util.Date类的三个子类：
（1）java.sql.Date 只表示日期（JDBC日期转义格式：yyyy-mm-dd）
（2）java.sql.Time 只表示时间（JDBC时间转义格式：hh:mm:ss）
（3）java.sql.Timestamp 时间戳同时包含日期和时间信息（JDBC时间戳转义格式：yyyy-mm-dd hh:mm:ss.fffffffff）

JDK1.1之后，日期操作一般使用Calendar类，而字符串的转化使用DateFormat类的实现类SimpleDateFormat。

下面请看一个Calendar 类的演示例程：

/***
 * @author QiuGen
 * @description  CalenderDemos
 * @date 2024/9/18
 * ***/
import java.util.Calendar;
import java.util.GregorianCalendar;
public class CalenderDemos {
	public static void main(String[] args)
	{
		Calendar c =  new GregorianCalendar(); //创建公历日历
		prnWeek(c);
		c.set(2023, 8, 16);//设置为2023年 9月 16日
		prnWeek(c);
	}
 
	private static void prnWeek(Calendar c) {
		int year = c.get(Calendar.YEAR);
        int month = c.get(Calendar.MONTH)+1;
        int day = c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
        //int week = c.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
        String week = getWeek( c.get(Calendar.DAY_OF_WEEK) );
 
        System.out.println(year+"年 "+month+"月 "+day+"日 "+week);
	}
 
	private static String getWeek(int week) 
	{
		 String[] weeks = { "","星期日" ,"星期一" ,"星期二" ,
"星期三" ,"星期四" ,"星期五" ,"星期六" };     
         return weeks[week];	
	}
}

测试结果：
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四、Java 8的日期时间Date-Time API

JDK 1.0发布的日期时间类java.util.Date类有很大缺陷，自从JDK 1.1引入日历类Calendar之后Date类的很多方法就被弃用。然而日历类Calendar也不尽如人意。它们都是线程不安全的，而且都有不能处理闰秒(每隔2天，多出1s)等缺陷。
Java 8又引入了新的Date-Time API(JSR 310)，也就是java.time包，来改善日期、时间的处理。
新版的日期时间处理类主要包含三个核心类：

LocalDate：表示日期（年-月-日），是不可变日期时间对象，采用了系统的默认时区。只包含日期，可以获取日期字段。
LocalTime：表示一天中的时间，只包含时间，可以获取时间字段。
LocalDateTime：包含了日期和时间，可以获取日期和时间字段，表示本地日期时间，默认使用系统时区。LocalDateTime相当于LocalDate + LocalTime的组合体。

新版的日期时间处理类还包含了一些辅助类：

Instant 时间戳类。Instant表示时间的瞬间,和前面Date类类似。相较于System.currentTimeMillis()只能获取到【毫秒】，Instant可以更为精确的获取到【纳秒】。Instant类提供了大量与Date类相互转换的方法。
Clock 时钟类。用于获取当时的时间戳，或当前时区下的日期时间信息。以前使用System.currentTimeMillis()和TimeZone.getDefault()方法的地方都可使用Clock来替换。
DateTimeFormatter 日期时间格式化类。

凡是需要显示日期和时间的地方，都可根据用户需求按一定样式规则进行格式化。下面是常用的日期时间格式化样式中用到的占位符：
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常用的日期、时间格式化的样式：
年份：（占位符，用大小写皆可）
YYYY ：4位数字表示的年份，例如：2023
yyyy ：4位数字表示的年份，例如：2023
YY ：2位数字表示的年份，例如：23
月份：（占位符M，必须用大写）
MM ：2位数字表示的月份，例如：01表示一月，12表示十二月
MMM ：英文缩写形式的月份，例如：Jan表示一月，Dec表示十二月
MMMM ：完整的英文月份，例如：January表示一月，December表示十二月
日期：（DD大写，dd小写，皆可）
DD dd ：2位数字表示的日期，例如：01表示1号，31表示31号
星期几：（占位符d，必须用小写）
ddd ：英文缩写形式的星期几，例如：Mon表示星期一，Sun表示星期日
dddd ：完整的英文星期几，例如：Monday表示星期一，Sunday表示星期日
时间：
HH ：24小时制的小时，例如：00表示午夜12点，23表示晚上11点
hh ：12小时制的小时，例如：01表示上午1点，12表示下午12点
mm ：分钟，例如：00表示整点，30表示30分钟
ss ：秒，例如：00表示整分，59表示59秒
S：毫秒，当前秒的毫秒数。
am/pm ：上午/下午标识，例如：AM表示上午，PM表示下午。大小写皆可。

ISO本地化日期样式： yyyy-MM-dd
ISO本地化时间样式： HH:mm:ss

三个日期时间处理核心类都提供了静态now()方法来获取当前的系统日期或时间。例如：LocalDate类可用静态的now()方法来获取当前日期：
LocalDate localDate = LocalDate.now();

还定义了大量的日期时间处理方法，例如：通过加减计算日期的方法
在当前日期加上一定时间值计算今后的某个时间日期的方法：
localDate.plusDays(daysToAdd);
localDate.plusMonths(monthsToAdd);
localDate.plusYears(yearsToAdd);
在当前日期上减去一定时间值计算以前的某个时间日期的方法：
localDate.minusDays(daysToSubtract);
localDate.minusMonths(monthsToSubtract);
localDate.minusYears(yearsToSubtract);

Date-Time API中很多类都提供了闰年和平年的判断方法isLeapYear()。

老式使用Date()格式化显示的这种写法：

SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
System.out.println("【" + format.format(new Date()) + "】" );

与下面使用Date-Time API的写法，功能完全相同：

		String dateTime = LocalDate.now() + " " + LocalTime.now();
		System.out.println("【" + dateTime +"】");

例程DateTimeAPITest.java演示一些常用的方法，源代码如下：

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.LocalTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
public class DateTimeAPITest {
	public static void testLocalDate() {
		LocalDate date = LocalDate.now(); //获取系统当前日期
        System.out.println(date);   //打印当前年月日
        System.out.println(date.getYear());//获取当前年份
        System.out.println(date.getMonth().getValue());//获取当前月份序号
        System.out.println(date.getDayOfMonth());//获取今天几号
        
        DateTimeFormatter f1 = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
        System.out.println(date.format(f1));
	}
	public static void testLocalTime() {
        LocalTime time = LocalTime.now();
        System.out.println(time);//获取当前的时间
        System.out.println(time.getHour());//获取当前时间的小时
        System.out.println(time.getMinute());//获取当前时间的分钟
        System.out.println(time.getSecond());//获取当前时间的秒
        
        DateTimeFormatter f1 = DateTimeFormatter.ofPattern("HH:mm:ss");
        System.out.println(time.format(f1));
	}
	
	public static void testLocalDateTime() {
        LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
        System.out.println(dateTime);//获取当前的年月日时分秒
        System.out.println(dateTime.getYear());//获取当前年份
        System.out.println(dateTime.getMonth().getValue());//获取当前月
        System.out.println(dateTime.getDayOfMonth());//获取当前几日
        System.out.println(dateTime.getHour());//获取当前小时
        System.out.println(dateTime.getMinute());//获取当前分钟
        System.out.println(dateTime.getSecond());
        System.out.println(dateTime.getDayOfWeek());//今天是星期几

        DateTimeFormatter f1 = null;
		f1 = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println(dateTime.format(f1));
	}
	public static void main(String[] args)  {
		//testLocalDate();
		//testLocalTime();
		testLocalDateTime();
	}
}	//例程DateTimeAPITest.java结束。