全网最全！彻底弄透Java处理GMT/UTC日期时间

ゞ浴缸里的玫瑰 2023-01-07 04:53 1316阅读 0赞

### 目录 ###

*  前言
 *   *  本文提纲
     *  版本约定
 *  正文
 *   *  Date类型实现
     *   *  时区/偏移量TimeZone
         *   *  设置默认时区
         *  让人恼火的夏令时
         *  Date时区无关性
         *  读取字符串为Date类型
         *  SimpleDateFormat格式化
     *  JSR 310类型
     *   *  时区/偏移量ZoneId
         *   *  ZoneId
             *  ZoneOffset
             *   *  设置默认时区
         *  让人恼火的夏令时
         *  JSR 310时区相关性
         *  读取字符串为JSR 310类型
         *  JSR 310格式化
     *  最佳实践
 *  总结
 *   *  本文思考题
     *  推荐阅读
     *  关注我

![在这里插入图片描述][20210118055156568.jpg_pic_center]

# 前言 #

你好，我是A哥(YourBatman)。

本系列的目的是明明白白、彻彻底底的搞定日期/时间处理的几乎所有case。[上篇文章][Link 1] 铺设所有涉及到的概念解释，例如GMT、UTC、夏令时、时间戳等等，若你还没看过，不仅强烈建议而是**强制建议**你前往用花5分钟看一下，因为日期时间处理较为特殊，实战必须基于对概念的了解，否则很可能依旧雾里看花。

> 说明：日期/时间的处理是日常开发非常常见的老大难，究其原因就是对日期时间的相关概念、应用场景不熟悉，所以不要忽视它

上篇概念，本文落地实操，二者相辅相成，缺一不可。本文内容较多，文字较长，预计超2w字，旨在全面的彻底帮你搞定Java对日期时间的处理，**建议你可收藏**，作为参考书留以备用。

## 本文提纲 ##

![在这里插入图片描述][20210118055954767.png_pic_center]

## 版本约定 ##

*  JDK：8

# 正文 #

上文铺了这么多概念，作为一枚Javaer最关心当然是这些“概念”在Java里的落地。平时工作中遇到时间如何处理？用Date还是JDK 8之后的日期时间API？如何解决跨时区转换等等头大问题。A哥向来管生管养，管杀管埋，因此本文就带你领略一下，Java是如何实现GMT和UTC的？

众所周知，JDK以版本8为界，有两套处理日期/时间的API：  
![在这里插入图片描述][20210115104456702.png_pic_center]  
虽然我一直鼓励弃用Date而支持在项目中只使用JSR 310日期时间类型，但是呢，由于Date依旧有庞大的存量用户，所以本文也不落单，对二者的实现均进行阐述。

## Date类型实现 ##

java.util.Date在JDK 1.0就已存在，用于表示日期 + 时间的类型，纵使年代已非常久远，并且此类的具有职责不单一，使用很不方便等诸多毛病，但由于十几二十年的历史原因存在，它的生命力依旧顽强，用户量巨大。

先来认识下Date，看下这个例子的输出：

@Test
    public void test1() { 
        Date currDate = new Date();
        System.out.println(currDate.toString());
        // 已经@Deprecated
        System.out.println(currDate.toLocaleString());
        // 已经@Deprecated
        System.out.println(currDate.toGMTString());
    }

运行程序，输出：

Fri Jan 15 10:22:34 CST 2021
    2021-1-15 10:22:34
    15 Jan 2021 02:22:34 GMT

**第一个：标准的UTC时间（CST就代表了偏移量 +0800）**  
第二个：本地时间，根据本地时区显示的时间格式  
第三个：GTM时间，也就是格林威治这个时候的时间，可以看到它是凌晨2点（北京时间是上午10点哦）

第二个、第三个其实在JDK 1.1就都标记为@Deprecated过期了，基本禁止再使用。若需要转换为本地时间 or GTM时间输出的话，请使用格式化器java.text.DateFormat去处理。

### 时区/偏移量TimeZone ###

在JDK8之前，Java对时区和偏移量都是使用`java.util.TimeZone`来表示的。

一般情况下，使用静态方法`TimeZone#getDefault()`即可获得当前JVM所运行的时区，比如你在中国运行程序，这个方法返回的就是中国时区（也叫北京时区、北京时间）。

有的时候你需要做**带时区**的时间转换，譬如：接口返回值中既要有展示北京时间，也要展示纽约时间。这个时候就要获取到纽约的时区，以北京时间为基准在其上进行带时区转换一把：

@Test
    public void test2() { 
        String patternStr = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
        // 北京时间（new出来就是默认时区的时间）
        Date bjDate = new Date();
    
        // 得到纽约的时区
        TimeZone newYorkTimeZone = TimeZone.getTimeZone("America/New_York");
        // 根据此时区 将北京时间转换为纽约的Date
        DateFormat newYorkDateFormat = new SimpleDateFormat(patternStr);
        newYorkDateFormat.setTimeZone(newYorkTimeZone);
        System.out.println("这是北京时间：" + new SimpleDateFormat(patternStr).format(bjDate));
        System.out.println("这是纽约时间：" + newYorkDateFormat.format(bjDate));
    }

运行程序，输出：

这是北京时间：2021-01-15 11:48:16
    这是纽约时间：2021-01-14 22:48:16

(11 + 24) - 22 = 13，北京比纽约快13个小时没毛病。

> 注意：两个时间表示的应该是同一时刻，也就是常说的时间戳值是相等的

那么问题来了，你怎么知道获取纽约的时区用`America/New_York`这个zoneId呢？随便写个字符串行不行？

答案是当然不行，这是有章可循的。下面我介绍两种查阅zoneId的方式，任你挑选：

**方式一**：用Java程序把所有可用的zoneId打印出来，然后查阅

@Test
    public void test3() { 
        String[] availableIDs = TimeZone.getAvailableIDs();
        System.out.println("可用zoneId总数：" + availableIDs.length);
        for (String zoneId : availableIDs) { 
            System.out.println(zoneId);
        }
    }

运行程序，输出（大部分符合规律：/前表示所属州，/表示城市名称）：

可用zoneId总数：628
    Africa/Abidjan
    Africa/Accra
    ...
    Asia/Chongqing // 亚洲/重庆
    Asia/Shanghai // 亚洲/上海
    Asia/Dubai // 亚洲/迪拜
    ...
    America/New_York // 美洲/纽约
    America/Los_Angeles // 美洲/洛杉矶
    ...
    Europe/London // 欧洲/伦敦
    ...
    Etc/GMT
    Etc/GMT+0
    Etc/GMT+1
    ...

值得注意的是并没有 Asia/Beijing 哦。

> 说明：此结果基于JDK 8版本，不同版本输出的总个数可能存在差异，但主流的ZoneId一般不会有变化

**方式二**：  
zoneId的列表是jre维护的一个文本文件，路径是你JDK/JRE的安装路径。地址在.\\jre\\lib目录的为未`tzmappings`的文本文件里。打开这个文件去ctrl + f找也是可以达到查找的目的的。

这两种房子可以帮你找到ZoneId的字典方便查阅，但是还有这么一种情况：当前所在的城市呢，在**tzmappings**文件里根本没有（比如没有收录），那要获取这个地方的时间去显示怎么破呢？虽然概率很小，但不见得没有嘛，毕竟全球那么多国家那么多城市呢~

Java自然也考虑到了这一点，因此也是有办法的：指定其时区数字表示形式，其实也叫偏移量（不要告诉我这个地方的时区都不知道，那就真没救了），如下示例

@Test
    public void test4() { 
        System.out.println(TimeZone.getTimeZone("GMT+08:00").getID());
        System.out.println(TimeZone.getDefault().getID());
    
        // 纽约时间
        System.out.println(TimeZone.getTimeZone("GMT-05:00").getID());
        System.out.println(TimeZone.getTimeZone("America/New_York").getID());
    }

运行程序，输出：

GMT+08:00 // 效果等同于Asia/Shanghai
    Asia/Shanghai
    GMT-05:00 // 效果等同于America/New_York
    America/New_York

值得注意的是，这里只能用`GMT+08:00`，而不能用`UTC+08:00`，原因下文有解释。

#### 设置默认时区 ####

一般来说，JVM在哪里跑，默认时区就是哪。对于国内程序员来讲，一般只会接触到东八区，也就是北京时间（本地时间）。随着国际合作越来越密切，很多时候需要日期时间国际化处理，举个很实际的例子：同一份应用在阿里云部署、在AWS（海外）上也部署一份供海外用户使用，此时**同一份代码**部署在不同的时区了，怎么破？

倘若时区不同，那么势必影响到程序的运行结果，很容易带来计算逻辑的错误，很可能就乱套了。Java让我们有多种方式可以**手动**设置/修改默认时区：

1.  API方式： 强制将时区设为北京时区`TimeZone.setDefault(TimeZone.getDefault().getTimeZone("GMT+8"));`
2.  JVM参数方式：`-Duser.timezone=GMT+8`
3.  运维设置方式：将操作系统主机时区设置为北京时区，这是推荐方式，可以完全对开发者无感，也方便了运维统一管理

据我了解，很多公司在阿里云、腾讯云、国内外的云主机上部署应用时，全部都是采用运维设置统一时区：中国时区，这种方式来管理的，这样对程序来说就消除了默认时区不一致的问题，对开发者友好。

### 让人恼火的夏令时 ###

你知道吗，中国曾经也使用过夏令时。

> 什么是夏令时？[戳这里][Link 1]

离现在最近是1986年至1991年用过夏令时（每年4月中旬的第一个周日2时 - 9月中旬的第一个星期日2时止）：  
*1986年5月4日至9月14日*  
*1987年4月12日至9月13日*  
*1988年4月10日至9月11日*  
*1989年4月16日至9月17日*  
*1990年4月15日至9月16日*  
*1991年4月14日至9月15日*

夏令时是一个“非常烦人”的东西，大大的增加了日期时间处理的复杂度。比如这个灵魂拷问：若你的出生日期是1988-09-11 00:00:00（夏令时最后一天）且存进了数据库，想一想，对此日期的格式化有没有可能就会出问题呢，有没有可能被你格式化成1988-09-10 23:00:00呢？

针对此拷问，我模拟了如下代码：

@Test
    public void test5() throws ParseException { 
        String patterStr = "yyyy-MM-dd";
        DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(patterStr);
    
        String birthdayStr = "1988-09-11";
        // 字符串 -> Date -> 字符串
        Date birthday = dateFormat.parse(birthdayStr);
        long birthdayTimestamp = birthday.getTime();
        System.out.println("老王的生日是：" + birthday);
        System.out.println("老王的生日的时间戳是：" + birthdayTimestamp);
    
        System.out.println("==============程序经过一番周转，我的同时 方法入参传来了生日的时间戳=============");
        // 字符串 -> Date -> 时间戳 -> Date -> 字符串
        birthday = new Date(birthdayTimestamp);
        System.out.println("老王的生日是：" + birthday);
        System.out.println("老王的生日的时间戳是：" + dateFormat.format(birthday));
    }

这段代码，在不同的JDK版本下运行，**可能**出现不同的结果，有兴趣的可copy过去自行试试。

关于JDK处理夏令时（特指中国的夏令时）确实出现过问题且造成过bug，当时对应的JDK版本是`1.8.0_2xx`之前版本格式化那个日期出问题了，在这之后的版本貌似就没问题了。这里我提供的版本信息仅供参考，若有遇到类似case就升级JDK版本到最新吧，一般就不会有问题了。

> 发生这个情况是在JDK非常小的版本号之间，不太好定位精确版本号界限，所以仅供参考

总的来说，只要你使用的是较新版本的JDK，开发者是无需关心夏令时问题的，即使全球仍有很多国家在使用夏令时，咱们只需要面向**时区**做时间转换就没问题。

### Date时区无关性 ###

类Date表示一个特定的时间**瞬间**，精度为毫秒。既然表示的是瞬间/时刻，那它必然和时区是无关的，看下面代码：

@Test
    public void test6() { 
        String patterStr = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
        Date currDate = new Date(System.currentTimeMillis());
    
        // 北京时区
        DateFormat bjDateFormat = new SimpleDateFormat(patterStr);
        bjDateFormat.setTimeZone(TimeZone.getDefault());
        // 纽约时区
        DateFormat newYorkDateFormat = new SimpleDateFormat(patterStr);
        newYorkDateFormat.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("America/New_York"));
        // 伦敦时区
        DateFormat londonDateFormat = new SimpleDateFormat(patterStr);
        londonDateFormat.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Europe/London"));
    
        System.out.println("毫秒数:" + currDate.getTime() + ", 北京本地时间:" + bjDateFormat.format(currDate));
        System.out.println("毫秒数:" + currDate.getTime() + ", 纽约本地时间:" + newYorkDateFormat.format(currDate));
        System.out.println("毫秒数:" + currDate.getTime() + ", 伦敦本地时间:" + londonDateFormat.format(currDate));
    }

运行程序，输出：

毫秒数:1610696040244, 北京本地时间:2021-01-15 15:34:00
    毫秒数:1610696040244, 纽约本地时间:2021-01-15 02:34:00
    毫秒数:1610696040244, 伦敦本地时间:2021-01-15 07:34:00

也就是说，同一个毫秒值，根据时区/偏移量的不同可以展示多地的时间，这就证明了Date它的时区无关性。

**确切的说：Date对象里存的是自格林威治时间（ GMT）1970年1月1日0点至Date所表示时刻所经过的毫秒数**，是个数值。

### 读取字符串为Date类型 ###

这是开发中极其常见的一种需求：client请求方扔给你一个字符串如"2021-01-15 18:00:00"，然后你需要把它转为Date类型，怎么破？

问题来了，光秃秃的扔给我个字符串说是15号晚上6点时间，我咋知道你指的是北京的晚上6点，还是东京的晚上6点呢？还是纽约的晚上6点呢？  
![在这里插入图片描述][20210115154410245.png_pic_center]  
因此，对于字符串形式的日期时间，只有指定了时区才有意义。也就是说**字符串 + 时区** 才能精确知道它是什么时刻，否则是存在歧义的。

也许你可能会说了，自己平时开发中前端就是扔个字符串给我，然后我就给格式化为一个Date类型，并没有传入时区参数，运行这么久也没见出什么问题呀。如下所示：

@Test
    public void test7() throws ParseException { 
        String patterStr = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
    
        // 模拟请求参数的时间字符串
        String dateStrParam = "2020-01-15 18:00:00";
    
        // 模拟服务端对此服务换转换为Date类型
        DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(patterStr);
        System.out.println("格式化器用的时区是：" + dateFormat.getTimeZone().getID());
        Date date = dateFormat.parse(dateStrParam);
        System.out.println(date);
    }

运行程序，输出：

格式化器用的时区是：Asia/Shanghai
    Wed Jan 15 18:00:00 CST 2020

看起来结果没问题。事实上，这是因为默认情况下你们交互双发就达成了契约：双方均使用的是北京时间（时区），既然是相同时区，所以互通有无不会有任何问题。不信你把你接口给海外用户调试试？

对于格式化器来讲，虽然说编程过程中一般情况下我们并不需要给DateFormat设置时区（那就用默认时区呗）就可正常转换。但是作为高手的你必须清清楚楚，明明白白的知道这是由于交互双发默认**有个相同时区的契约存在**。

### SimpleDateFormat格式化 ###

Java中对Date类型的输入输出/格式化，推荐使用DateFormat而非用其`toString()`方法。

DateFormat是一个时间格式化器抽象类，SimpleDateFormat是其具体实现类，用于以**语言环境敏感**的方式格式化和解析日期。它允许格式化(日期→文本)、解析(文本→日期)和规范化。

> 划重点：对语言环境敏感，也就是说对环境Locale、时区TimeZone都是敏感的。既然敏感，那就是**可定制的**

对于一个格式化器来讲，**模式**（模版）是其关键因素，了解一下：

**日期/时间模式**：  
格式化的模式由指定的字符串组成，未加引号的大写/小写字母（A-Z a-z）代表特定模式，用来表示模式含义，若想**原样输出**可以用单引号’'包起来，除了英文字母其它均不解释原样输出/匹配。下面是它规定的模式字母（其它字母原样输出）：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>字母</th> 
   <th>含义</th> 
   <th>匹配类型</th> 
   <th>示例</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>y</strong></td> 
   <td>年</td> 
   <td>Year</td> 
   <td>2020,20</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>M</strong></td> 
   <td>月</td> 
   <td>Month</td> 
   <td>July; Jul; 07</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>d</strong></td> 
   <td>月中的天数（俗称日，最大值31）</td> 
   <td>Number</td> 
   <td>10</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>H</strong></td> 
   <td>小时(0-23)</td> 
   <td>Number</td> 
   <td>0,23</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>m</strong></td> 
   <td>分钟(0-59)</td> 
   <td>Number</td> 
   <td>30,59</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>s</strong></td> 
   <td>秒(0-59)</td> 
   <td>Number</td> 
   <td>30,59</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>—</td> 
   <td>—</td> 
   <td>—</td> 
   <td>yyyy-MM-dd HH:mm:ss（分隔符可以是任意字符，甚至汉字）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>Y</strong></td> 
   <td>当前周所在的年份</td> 
   <td>Year</td> 
   <td>2020（不建议使用，周若跨年有坑）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>S</strong></td> 
   <td>毫秒数(1-999)</td> 
   <td>Number</td> 
   <td>999</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>a</strong></td> 
   <td>am/pm</td> 
   <td>Text</td> 
   <td>PM</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>z</strong></td> 
   <td>时区</td> 
   <td>通用时区</td> 
   <td>Pacific Standard Time; PST; GMT-08:00</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>Z</strong></td> 
   <td>时区</td> 
   <td>RFC 822时区</td> 
   <td>-0800,+0800</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>X</strong></td> 
   <td>时区</td> 
   <td>ISO 8601时区</td> 
   <td>-08; -0800; -08:00</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>G</strong></td> 
   <td>年代</td> 
   <td>Text</td> 
   <td>AD(公元)、BC(公元前)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>D</strong></td> 
   <td>年中的天数(1-366)</td> 
   <td>Number</td> 
   <td>360</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>w</strong></td> 
   <td>年中的周数(1-54)</td> 
   <td>Number</td> 
   <td>27</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>W</strong></td> 
   <td>月中的周数(1-5)</td> 
   <td>Number</td> 
   <td>3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>E</strong></td> 
   <td>星期几名称</td> 
   <td>Text</td> 
   <td>Tuesday; Tue</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>u</strong></td> 
   <td>星期几数字(1=Monday…)</td> 
   <td>Number</td> 
   <td>1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>k</strong></td> 
   <td>小时(1-24)</td> 
   <td>Number</td> 
   <td>不建议使用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>K/h</strong></td> 
   <td>am/pm小时数字</td> 
   <td>Number</td> 
   <td>一般配合a一起使用</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

这个表格里出现了一些“特殊”的匹配类型，做如下解释：

*  **Text**：格式化(Date -> String)，如果模式字母的数目是4个或更多，则使用完整形式；否则，如果可能的话，使用简短或缩写形式。对于解析（String -> Date），这两种形式都一样，与模式字母的数量无关

@Test
    public void test9() throws ParseException { 
        String patternStr = "G GG GGGGG E EE EEEEE a aa aaaaa";
        Date currDate = new Date();
    
        System.out.println("↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓中文地区模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓");
        System.out.println("====================Date->String====================");
        DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(patternStr, Locale.CHINA);
        System.out.println(dateFormat.format(currDate));
    
        System.out.println("====================String->Date====================");
        String dateStrParam = "公元 公元 公元 星期六 星期六 星期六 下午 下午 下午";
        System.out.println(dateFormat.parse(dateStrParam));
    
        System.out.println("↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓英文地区模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓");
        System.out.println("====================Date->String====================");
        dateFormat = new SimpleDateFormat(patternStr, Locale.US);
        System.out.println(dateFormat.format(currDate));
    
        System.out.println("====================String->Date====================");
        dateStrParam = "AD ad bC Sat SatUrday sunDay PM PM Am";
        System.out.println(dateFormat.parse(dateStrParam));
    }

运行程序，输出：

↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓中文地区模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
    ====================Date->String====================
    公元 公元 公元 星期六 星期六 星期六 下午 下午 下午
    ====================String->Date====================
    Sat Jan 03 12:00:00 CST 1970
    ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓英文地区模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
    ====================Date->String====================
    AD AD AD Sat Sat Saturday PM PM PM
    ====================String->Date====================
    Sun Jan 01 00:00:00 CST 1970

观察打印结果，除了符合模式规则外，还能在**String -> Date解析时**总结出两点结论：

1.  英文单词，不分区大小写。如SatUrday sunDay都是没问题，但是**不能**有拼写错误
2.  若有多个part表示一个意思，那么last win。如Sat SatUrday sunDay最后一个生效

对于Locale地域参数，因为中文不存在格式、缩写方面的特性，因此这些规则只对英文地域（如Locale.US生效）

*  **Number**：格式化(Date -> String)，模式字母的数量是数字的【最小】数量，较短的数字被零填充到这个数量。对于解析(String -> Date)，模式字母的数量将被忽略，除非需要分隔两个相邻的字段
 *  **Year**：对于格式化和解析，如果模式字母的数量是4个或更多，则使用特定于日历的长格式。否则，使用日历特定的简短或缩写形式
 *  **Month**：如果模式字母的数量是3个或更多，则被解释为文本；否则，它将被解释为一个数字。
 *  **通用时区**：如果该时区有名称，如Pacific Standard Time、PST、CST等那就用名称，否则就用GMT规则的字符串，如：GMT-08:00
 *  **RFC 822时区**：遵循RFC 822格式，向下兼容通用时区（名称部分除外）
 *  **ISO 8601时区**：对于格式化，如果与GMT的偏移值为0（也就是格林威治时间喽），则生成“Z”；如果模式字母的数量为1，则忽略小时的任何分数。例如，如果模式是“X”，时区是“GMT+05:30”，则生成“+05”。在进行解析时，“Z”被解析为UTC时区指示符。一般时区不被接受。如果模式字母的数量是4个或更多，在构造SimpleDateFormat或应用模式时抛出IllegalArgumentException。
    
     *  这个规则理解起来还是比较费劲的，在开发中一般不太建议使用此种模式。若要使用请务必本地做好测试

SimpleDateFormat的使用很简单，重点是了解其规则模式。最后关于SimpleDateFormat的使用再强调这两点哈：

1.  SimpleDateFormat并非线程安全类，使用时请务必注意并发安全问题
2.  若使用SimpleDateFormat去格式化成非本地区域（默认Locale）的话，那就必须在构造的时候就指定好，如Locale.US
3.  对于Date类型的任何格式化、解析请统一使用SimpleDateFormat

## JSR 310类型 ##

曾经有个人做了个很有意思的投票，统计对Java API的**不满意**程度。最终Java Date/Calendar API斩获第二烂（第一烂是Java XML/DOM），体现出它烂的点较多，这里给你例举几项：

1.  定义并不一致，在java.util和java.sql包中竟然都有Date类，而且呢对它进行格式化/解析类竟然又跑到java.text去了，精神分裂啊
2.  java.util.Date等类在建模日期的设计上行为不一致，缺陷明显。包括易变性、糟糕的偏移值、默认值、命名等等
3.  java.util.Date同时包含日期和时间，而其子类java.sql.Date却仅包含日期，这是什么神继承？

![在这里插入图片描述][20210116214805226.png_pic_center]

@Test
    public void test10() { 
        long currMillis = System.currentTimeMillis();
    
        java.util.Date date = new Date(currMillis);
        java.sql.Date sqlDate = new java.sql.Date(currMillis);
        java.sql.Time time = new Time(currMillis);
        java.sql.Timestamp timestamp = new Timestamp(currMillis);
    
        System.out.println("java.util.Date：" + date);
        System.out.println("java.sql.Date：" + sqlDate);
        System.out.println("java.sql.Time：" + time);
        System.out.println("java.sql.Timestamp：" + timestamp);
    }

运行程序，输出：

java.util.Date：Sat Jan 16 21:50:36 CST 2021
    java.sql.Date：2021-01-16
    java.sql.Time：21:50:36
    java.sql.Timestamp：2021-01-16 21:50:36.733

*  国际化支持得并不是好，比如跨时区操作、夏令时等等

Java 自己也实在忍不了这么难用的日期时间API了，于是在2014年随着Java 8的发布引入了全新的JSR 310日期时间。JSR-310源于精品时间库joda-time打造，解决了上面提到的**所有问题**，是整个Java 8最大亮点之一。

JSR 310日期/时间 **所有的** API都在java.time这个包内，没有例外。  
![在这里插入图片描述][20210117054303212.png_pic_center]

当然喽，本文重点并不在于讨论JSR 310日期/时间体系，而是看看JSR 310日期时间类型是如何处理上面Date类型遇到的那些case的。

### 时区/偏移量ZoneId ###

在JDK 8之前，Java使用`java.util.TimeZone`来表示时区。而在JDK 8里分别使用了ZoneId表示时区，ZoneOffset表示UTC的偏移量。

值得提前强调，时区和偏移量在概念和实际作用上是有较大区别的，主要体现在：

1.  UTC偏移量仅仅记录了偏移的小时分钟而已，除此之外无任何其它信息。举个例子：+08:00的意思是比UTC时间早8小时，没有地理/时区含义，相应的-03:30代表的意思仅仅是比UTC时间晚3个半小时
2.  时区是特定于地区而言的，它和地理上的地区（包括规则）强绑定在一起。比如整个中国都叫东八区，纽约在西五区等等

> 中国没有夏令时，所有东八区对应的偏移量永远是+8；纽约有夏令时，因此它的偏移量可能是-4也可能是-5哦

**综合来看，时区更好用**。令人恼火的夏令时问题，若你使用UTC偏移量去表示那么就很麻烦，因为它可变：一年内的某些时期在原来基础上偏移量 +1，某些时期 -1；但若你使用ZoneId时区去表示就很方便喽，比如纽约是西五区，你在任何时候获取其当地时间都是能得到正确答案的，因为它内置了对夏令时规则的处理，也就是说啥时候+1啥时候-1时区自己门清，不需要API调用者关心。

UTC偏移量更像是一种写死偏移量数值的做法，这在天朝这种没有时区规则（没有夏令时）的国家不会存在问题，东八区和UTC+08:00效果永远一样。但在一些夏令时国家（如美国、法国等等），就只能根据时区去获取当地时间喽。所以当你不了解当地规则时，最好是使用时区而非偏移量。

#### ZoneId ####

![在这里插入图片描述][20210117061051448.png_pic_center]  
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：  
![在这里插入图片描述][20210117064928306.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][20210117065004959.png_pic_center]

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：  
![在这里插入图片描述][20210117194528171.png_pic_center]  
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：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>格式化器</th> 
   <th>示例</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>ofLocalizedDate(dateStyle)</td> 
   <td>‘2021-01-03’</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ofLocalizedTime(timeStyle)</td> 
   <td>‘10:15:30’</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ofLocalizedDateTime(dateTimeStyle)</td> 
   <td>‘3 Jun 2021 11:05:30’</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>ISO_LOCAL_DATE</strong></td> 
   <td>‘2021-12-03’</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>ISO_LOCAL_TIME</strong></td> 
   <td>‘10:15:30’</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>ISO_LOCAL_DATE_TIME</strong></td> 
   <td>‘2021-12-03T10:15:30’</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ISO_OFFSET_DATE_TIME</td> 
   <td>‘2021-12-03T10:15:30+01:00’</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ISO_ZONED_DATE_TIME</td> 
   <td>‘2021-12-03T10:15:30+01:00[Europe/Paris]’</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

@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][Link 1] 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？

## 推荐阅读 ##

[**GMT UTC CST ISO 夏令时 时间戳，都是些什么鬼？**][Link 1]

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A哥(YourBatman)：Spring Framework/Boot开源贡献者，Java架构师。非常注重**基本功修养**，相信底层基础决定上层建筑，坚实基础才能焕发程序员更强生命力。文章特点为以小而美专栏形式重构知识体系，抽丝剥茧，致力于做人人能看懂的最好的专栏系列。可加我好友(**fsx1056342982**)共勉哦！  
![在这里插入图片描述][20210121074215630.gif_pic_center]

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[Link 1]: https://mp.weixin.qq.com/s/VdoQt88JfjPJTL9XgohZJQ
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[20210117064928306.png_pic_center]: /images/20221119/003241f608dc4dfca7fad2de279b54b9.png
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