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时区以及时区对于Java时间类格式化的影响

时间:2024-09-02 22:52:07浏览次数:10  
标签:UTC 00 45 格式化 对于 09 2024 Java 时区

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getYeargetDategetSeconds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。

ZonedDateTimeOffsetDateTime格式化时,只有当DateTimeFormatter明确指定了时区才会进行转换。ZonedDateTimeOffsetDateTime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。

标签:UTC,00,45,格式化,对于,09,2024,Java,时区
From: https://www.cnblogs.com/wt20/p/18393708

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