Java8新特性之线程安全日期类

LocalDateTime

Java8新特性之一，新增日期类。

在项目开发过程中经常遇到时间处理，但是你真的用对了吗，理解阿里巴巴开发手册中禁用static修饰SimpleDateFormat吗

通过阅读本篇文章你将了解到：

• 为什么需要LocalDate、LocalTime、LocalDateTime【java8新提供的类】
• Java8新的时间API的使用方式，包括创建、格式化、解析、计算、修改

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

SimpleDateFormat线程不安全

Date如果不格式化，打印出的日期可读性差

Tue Sep 10 09:34:04 CST 2019

使用SimpleDateFormat对时间进行格式化，但SimpleDateFormat是线程不安全的 SimpleDateFormat的format方法最终调用源码：

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类是里面基本都是final修饰的，calendar是共享变量，并且这个共享变量没有做线程安全控制。当多个线程同时使用相同的SimpleDateFormat对象【如用static修饰的SimpleDateFormat，一般会封装在工具类，复用】调用format方法时，多个线程会同时调用calendar.setTime方法，可能一个线程刚设置好time值另外的一个线程马上把设置的time值给修改了导致返回的格式化时间可能是错误的。

在多并发情况下使用SimpleDateFormat需格外注意：

SimpleDateFormat除了format方法是线程不安全以外，parse方法也是线程不安全的。parse方法实际调用alb.establish(calendar).getTime()方法来解析，alb.establish(calendar)方法里主要完成了

• 重置日期对象cal的属性值
• 使用calb（calBuilder）中属性设置cal
• 返回设置好的cal对象

但是这三步不是原子操作

SimpleDateFormat如何保证线程安全

• 避免线程之间共享一个SimpleDateFormat对象，每个线程使用时都创建一次SimpleDateFormat对象 => 创建和销毁对象的开销大
• 对使用format和parse方法的地方进行加锁 => 线程阻塞性能差
• 使用ThreadLocal保证每个线程最多只创建一次SimpleDateFormat对象 => 较好的方法

Date对时间处理比较麻烦，比如想获取某年、某月、某星期，以及n天以后的时间，如果用Date来处理的话真是太难了，你可能会说Date类不是有getYear、getMonth这些方法吗，获取年月日很Easy，但都被弃用了啊

Java8全新的日期和时间API

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

LocalDate

只会获取年月日

//获取当前年月日
        LocalDate localDate = LocalDate.now();
        //构造指定的年月日
        LocalDate localDate1 = LocalDate.of(2019, 9, 10);

        //获取年、月、日、星期几
        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

只会获取几点几分几秒

//创建LocalTime
        LocalTime localTime = LocalTime.of(13, 51, 10);
        LocalTime localTime1 = LocalTime.now();

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

LocalDateTime

获取年月日时分秒，等于LocalDate+LocalTime

//创建对象
        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);

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

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。

创建一个ZonedDateTime对象

// 默认时区
ZonedDateTime zbj = ZonedDateTime.now(); 
// 用指定时区获取当前时间
ZonedDateTime zny = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York")); 

结果：

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

另一种创建方式是通过给一个LocalDateTime附加一个ZoneId，就可以变成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"));

时区转换

要转换时区，首先我们需要有一个ZonedDateTime对象，然后，通过withZoneSameInstant()将关联时区转换到另一个时区，转换后日期和时间都会相应调整。

ZonedDateTime zbj = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
// 转换为纽约时间:
ZonedDateTime zny = zbj.withZoneSameInstant(ZoneId.of("America/New_York"));

ZonedDateTime仍然提供了plusDays()等加减操作。

要特别注意，时区转换的时候，由于夏令时的存在，不同的日期转换的结果很可能是不同的。这是北京时间9月15日的转换结果：

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

这是北京时间11月15日的转换结果：

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

两次转换后的纽约时间有1小时的夏令时时差。涉及到时区时，千万不要自己计算时差，否则难以正确处理夏令时。有了ZonedDateTime，将其转换为本地时间就非常简单：

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

转换为LocalDateTime时，直接丢弃了时区信息。

Instant

获取秒数或时间戳

//创建Instant对象
        Instant instant = Instant.now();
        //获取秒数
        long currentSecond = instant.getEpochSecond();
        //获取毫秒数
        long currentMilli = instant.toEpochMilli();
        long l = System.currentTimeMillis();

System.currentTimeMillis()也可以获取毫秒数。

日期计算

LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Instant为不可变对象，修改这些对象对象会返回一个副本

增加、减少年数、月数、天数等，以LocalDateTime为例

//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);
        //减少一个月
        localDateTime = localDateTime.minusMonths(1);
        localDateTime = localDateTime.minus(1, ChronoUnit.MONTHS);

		//通过with修改某些值
        //修改年为2020
        localDateTime = localDateTime.withYear(2020);
        //修改为2022
        localDateTime = localDateTime.with(ChronoField.YEAR, 2022);
		//还可以修改月、日

有些时候想知道这个月的最后一天是几号、下个周末是几号，通过提供的时间和日期API可以很快得到答案

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

比如通过firstDayOfYear()返回了当前年的第一天日期，还有很多方法这里不在举例说明

格式化时间

DateTimeFormatter默认提供了多种格式化方式，如果默认提供的不能满足要求，可以通过DateTimeFormatter的ofPattern方法创建自定义格式化方式

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

解析时间

和SimpleDateFormat相比，DateTimeFormatter是线程安全的

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

DateTimeFormatter替代SimpleDateFormat

使用旧的Date对象时，我们用SimpleDateFormat进行格式化显示。使用新的LocalDateTime或ZonedLocalDateTime时，我们要进行格式化显示，就要使用DateTimeFormatter。

和SimpleDateFormat不同的是，DateTimeFormatter不但是不变对象，它还是线程安全的。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。

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

//构造器2：传入格式字符串和地区
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底层原理

DateTimeFormatter线程安全的？为什么？

源码：

很明显，通过final修饰类，不可被继承，final修饰变量，做成了不可变类，类似String，不仅线程安全而且高效。全局可以只有一个对象，多个线程引用。

format和parse线程安全替代

使用LocalDateTime的format和parse方法，传入对应的DateTimeFormatter对象参数，实际也是调用DateTimeFormatter的format和parse方法，实现日期格式化和解析，是线程安全的。

DateTimeFormatter类解析LocalDateTime中的日期变量，转成StringBuilder返回。LocalDateTime等新出的日期类全是final修饰的类，不能被继承，且对应的日期变量都是final修饰的，也就是不可变类。赋值一次后就不可变，不存在多线程数据问题。

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