时区基本概念
时区(Time Zone)是指地球上的一个地区与格林尼治标准时间(GMT)或协调世界时(UTC)之间的时间差异。由于地球自转的原因,不同的地理位置会有不同的时间。时区的划分使得世界各地能够更合理地安排时间,保持同步。
UTC(协调世界时): UTC 是一种标准时间,它没有受到地球自转速度变化影响,是全世界时间标准的基础。所有的时区都是相对于 UTC 来定义的,例如 UTC+8 表示比 UTC 早 8 个小时的时间。
GMT(格林尼治标准时间): GMT 是一种基于地球自转和太阳位置的时间标准,虽然它和 UTC 时间非常接近,但由于 GMT 是一种天文时间,存在微小的变化。
时区偏移(Offset): 时区通常会以 UTC 偏移的方式表示,例如 UTC+0:00、UTC+05:30、UTC-8 :00等等。UTC+8:00 的时区意味着这个时区比 UTC 早 8 个小时,比如中国的北京时间。
夏令时(Daylight Saving Time, DST): 某些国家和地区会使用夏令时,在夏季时将时间拨快一小时,以充分利用日照时间。夏令时的使用会导致某些地方的时间偏移在一年中有变化。
Java中的时区API
JDK8之前的TimeZone
/**
* 获取所有可用的zoneId
*/
public static synchronized String[] getAvailableIDs();
/**
* 获取所在地默认时区,国内便是Asia/Shanghai,东八区GMT+08:00
*/
public static TimeZone getDefault();
/**
* 根据ID获取时区,注意如果是一个不支持的ID,则会降级到GMT时区,而不是报错,因此有一个坑。
* 格式:
* 标准的地区名如Asia/Shanghai
* UTC、GMT
* 偏移量: GMT+08:00 (注意不支持UTC+08:00), 然后偏移量只支持到分钟级别
* 这个API支持单独的UTC,但是不支持UTC开头的偏移量
* 因此如果你使用了UTC+08:00,则会降级到GMT时区,产生诡异现象。
*/
public static synchronized TimeZone getTimeZone(String ID);
以地区命名的id和偏移量区别
比如: Asia/Shanghai和GMT+08:00,对于大部分情况而言是对等的,然而由于夏令时的存在,使得时钟拨快了一个小时,使用Asia/Shanghai的话,会根据规则判断当前时间是不是在夏令时区间,从而计算出的偏移量是+09:00,而使用GMT+08:00则是固定的。因此使用Asia/Shanghai这个地区命名的不用用户考虑这种繁琐的夏令时规则。
JDK8新增的ZoneId、ZoneOffset
ZoneId
/**
* 获取所有可用的zoneId
*/
public static Set<String> getAvailableZoneIds();
/**
* 获取所在地默认时区,国内便是Asia/Shanghai,东八区UTC+08:00
*/
public static ZoneId systemDefault();
/**
* 根据ID获取时区,这个方法做了改进,不支持的参数会直接报错而不是降级到UTC,非常棒。
* 格式:
* 标准的地区名如Asia/Shanghai
* Z、UTC、GMT。这三个等价,相当于UTC+0
* 偏移量: UTC+08:00 GMT+08:00
* 这个API同时支持UTC和GMT前缀
*/
public static ZoneId of(String zoneId);
ZoneOffset
代表UTC时区的偏移量,没有了地区名写法。ZoneOffset继承了ZoneId
/**
* 覆盖了ZoneId的of方法
* 格式: 不能写前缀,只能写偏移量
* +08:00
* -08:00
* 特别的这个偏移量可以精确到秒
* +08:00:30
*/
public static ZoneOffset of(String offsetId);
/**
* 根据小时的偏移量
* ofHours(8)相当于+08:00
* ofHours(-8)相当于-08:00
*/
public static ZoneOffset ofHours(int hours);
ZoneOffset不仅仅提供了ofHours方法,诸如ofHoursMinutes等方法,一眼就懂。
新老时区API互转
TimeZone提供了两个方法
/**
* 静态方法
*/
public static TimeZone getTimeZone(ZoneId zoneId);
/**
* 成员方法
*/
public ZoneId toZoneId();
纪元毫秒(epochMillis)
纪元毫秒是从计算机的纪元时间(Epoch time)开始经过的毫秒数。纪元时间通常被定义为 1970年1月1日 00:00:00 UTC。纪元毫秒通常用来表示计算机系统中日期和时间的时间戳。
注意是UTC时区的1970-01-01 00:00:00
给定一个毫秒数,它代表非UTC时区的具体哪个时间,必须要指定时区才有意义。
比如1000这个纪元毫秒数,即1秒
等同于UTC时区的1970-01-01 00:00:01
也等同于UTC+8:00时区的1970-01-01 08:00:01
想反的,给定一个时间格式字符串,必须指定时区,才能转成纪元毫秒数
java.util.Date
Date
类本身存储的就是纪元毫秒数,getTime
方法就可以获取到这个存储的纪元毫秒数。
但是Date
类中的其它方法,诸如getYear
、getDate
、getSeconds
都是配合默认时区(中国是Asia/Shanghai)的一个时间来获取的。
这些getXXX方法都已经被标注过时了。
Date
类中的toString
方法也一样,作为显示用,内部调用了这些getXXX方法。
使用DateFormat格式化成字符时,得到的结果具体是哪个时间,取决于DateFormat中设置的timeZone,若没有指定,则默认值TimeZone.getDefault()
。
总结: Date类存储的值是纪元毫秒数,与时区无关,不过内部中的一些方法返回值使用了默认时区来计算。
java.sql.Timestamp
java.sql.Timestamp
继承了java.util.Date
,然后多加了一个nanos
属性用来存储纳秒,值为[0 , 999,999,999]中的一个。也就是说增加了精度,其余和java.util.Date
一样。
Instant
Instant
为JDK8新增的一个类,可以用来代替java.util.Date
,内部存储的是纪元纳秒数,精度会更高。可以翻译为时刻。
内部有两个属性
seconds:距离纪元时间的秒数
nanos:纳秒数,[0, 999,999,999],用于提高精度。
创建方法
/**
* 根据毫秒数创建
*/
public static Instant ofEpochMilli(long epochMilli);
/**
* 一个参数是秒
* 第二个参数是纳秒数,可以为正也可以为负,用来调整最终的一个结果
* 注意这两个参数不等同于Instant中的连个成员变量seconds、nanos
*/
public static Instant ofEpochSecond(long epochSecond, long nanoAdjustment);
/**
* 当前时间对应的时刻
*/
public static Instant now();
基本使用
@Test
public void testInstant() {
// 该毫秒数对应UTC时间为2024-09-02 13:45:49
long millis = 1725284749641L;
Instant instant = Instant.ofEpochMilli(millis);
// 2024-09-02T13:45:49.641Z
System.out.println(instant);
instant = Instant.parse("2024-09-02T13:45:49.641Z");
// 1725284749641
System.out.println(instant.toEpochMilli());
// 配合时区转成ZonedDateTime, 2024-09-02T21:45:49.641+08:00[Asia/Shanghai],可以看到时间加了8小时
System.out.println(instant.atZone(ZoneId.of("Asia/Shanghai")));
// 配合时区转成OffsetDateTime,2024-09-02T21:45:49.641+08:00
System.out.println(instant.atOffset(ZoneOffset.ofHours(8)));
}
java.util.Date格式化
@Test
public void testFormatDate() {
// 该毫秒数对应UTC时间为2024-09-02 13:45:49
long millis = 1725284749641L;
Date date = new Date(millis);
String pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
/*
* SimpleDateFormat线程不安全, 方法会修改自身
* timeZone默认为TimeZone.getDefault(),国内即Asia/Shanghai
*/
DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(pattern);
DateFormat dateFormatGmt9 = new SimpleDateFormat(pattern);
dateFormatGmt9.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("GMT+09:00"));
// 东八区: 2024-09-02 21:45:49
System.out.println(dateFormat.format(date));
// 东九区: 2024-09-02 22:45:49
System.out.println(dateFormatGmt9.format(date));
}
JSR310时间类格式化
@Test
public void testFormatJsr310Date() {
/*
* 下面4个都是代表东八区的2024-09-02 12:45:49
* LocalDateTime没有时区概念
* Instant + 东八区便能得到时间024-09-02 12:45:49
*/
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2024,9, 2, 21, 45, 49);
ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.of(localDateTime, ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
OffsetDateTime offsetDateTime = OffsetDateTime.of(localDateTime, ZoneOffset.ofHours(8));
Instant instant = Instant.ofEpochMilli(1725284749641L);
// 2024-09-02T21:45:49
System.out.println(localDateTime);
// 2024-09-02T21:45:49+08:00[Asia/Shanghai]
System.out.println(zonedDateTime);
// 2024-09-02T21:45:49+08:00
System.out.println(offsetDateTime);
/*
* 2024-09-02T13:45:49.641Z
* Instant toString方法展示的是UTC时区的时间, 末尾的Z代表UTC
* 那么对应于东八区的时间就是2024-09-02T21:45:49.64
*/
System.out.println(instant);
/*
* DateTimeFormatter线程安全,和String一样,为不可变对象
* 与SimpleDateFormat不同,时区字段默认是null,没有默认值
*/
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
// 2024-09-02 21:45:49
System.out.println(formatter.format(localDateTime));
// 2024-09-02 21:45:49
System.out.println(formatter.format(zonedDateTime));
// 2024-09-02 21:45:49
System.out.println(formatter.format(offsetDateTime));
// 会报错, 格式化成年月日这样形式, Formatter必须要指定时区
Assertions.assertThrowsExactly(UnsupportedTemporalTypeException.class, () -> formatter.format(instant));
// 指定东九区时区
DateTimeFormatter utc9Formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
.withZone(ZoneOffset.ofHours(9));
// 2024-09-02 21:45:49
System.out.println(utc9Formatter.format(localDateTime));
// 2024-09-02 22:45:49
System.out.println(utc9Formatter.format(zonedDateTime));
// 2024-09-02 22:45:49
System.out.println(utc9Formatter.format(offsetDateTime));
// 2024-09-02 22:45:49
System.out.println(utc9Formatter.format(instant));
}
总结:
DateTimeFormatter
是和String
一样的不可变对象,线程安全。因此修改时一定记得要返回,否则无效哦。
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
formatter = formatter.withZone(ZoneOffset.ofHours(9));
DateTimeFormatter
中的时区属性默认值为null,而不是系统所在时区,和SimpleDateFormat
不同。
LocalDateTime
格式化时不会进行时区转换,因为本身没有时区概念。
ZonedDateTime
、OffsetDateTime
格式化时,只有当DateTimeFormatter
明确指定了时区才会进行转换。ZonedDateTime
、OffsetDateTime
携带的时区为源,DateTimeFormatter
中的时区为目标时区。
Instant
格式化时,DateTimeFormatter
必须指定时区,否则会报错。毕竟纪元毫秒数(纳秒数)搭配时区才能转成时间。