现代 Java 日期时间 API 全面指南 | 作者：Ayoub seddiki

Java 日期时间 API 的演变

Java 的日期和时间处理在其发展过程中经历了显著的变化。早期的 java.util.Date 类自 JDK 1.0 引入以来，一直是开发者困惑和错误的来源。本文将探讨为何应该摒弃 java.util.Date，转而使用 Java 8 引入的现代 java.time API。

为什么放弃 java.util.Date

java.util.Date 类存在多个设计缺陷，使其难以使用：

// 年份从 1900 开始偏移
Date date = new Date(123, 11, 25); // 表示 2023 年 12 月 25 日
// 月份从 0 开始（0-11）
Date january = new Date(124, 0, 1); // 表示 2024 年 1 月 1 日
Date december = new Date(124, 11, 1); // 表示 2024 年 12 月 1 日

这些设计选择容易导致编程错误，并使代码难以阅读和维护。

可变性问题

Date 类是可变的，这在并发应用程序中或作为基于哈希的集合键时会引发问题：

Date date = new Date();
Map events = new HashMap();
events.put(date, "重要会议");
// 修改作为键的日期对象
date.setTime(date.getTime() + 86400000); // 增加一天
// 可能无法检索到原始值
String event = events.get(date); // 可能返回 null

功能不完善

Date 类试图同时表示日期和时间，但表现不佳：

• 无法有效处理时区。
• 缺乏对不同日历系统的支持。
• 日期和时间耦合，即使只需要其中之一。

此外，简单的操作也需要冗长的代码：

// 增加一个月需要使用 Calendar
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.setTime(date);
calendar.add(Calendar.MONTH, 1);
Date nextMonth = calendar.getTime();

Java 8 的 java.time API

Java 8 引入的 java.time 包基于经过验证的 Joda-Time 库，提供了精心设计的 API，解决了上述问题。

创建日期和时间

使用 java.time，创建日期和时间变得简单直观：

// 创建日期和时间
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
LocalDateTime christmas = LocalDateTime.of(2023, 12, 25, 10, 30);
// 月份从 1 开始（1-12）
LocalDate january = LocalDate.of(2024, 1, 1);
LocalDate december = LocalDate.of(2024, 12, 1);

不可变性和线程安全

java.time 中的所有类都是不可变的，因此在多线程环境中使用时更加安全：

LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
LocalDateTime tomorrow = dateTime.plusDays(1); // 创建新实例
// 原始 dateTime 保持不变

专用类满足不同需求

java.time 提供了多种类以满足不同的日期和时间需求：

// 仅日期
LocalDate date = LocalDate.now();
// 仅时间
LocalTime time = LocalTime.now();
// 日期和时间
LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
// 带时区的日期和时间
ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("UTC"));
// 时间戳
Instant timestamp = Instant.now();

常见操作

常见的日期时间操作在 java.time 中变得更加简洁：

LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
// 日期算术运算
LocalDateTime futureDate = dateTime
    .plusYears(1)
    .plusMonths(2)
    .plusDays(3)
    .plusHours(4);
// 计算时间间隔
LocalDate start = LocalDate.of(2023, 1, 1);
LocalDate end = LocalDate.of(2024, 3, 15);
Period period = Period.between(start, end);
long days = Duration.between(start.atStartOfDay(), end.atStartOfDay()).toDays();
// 比较日期
boolean isBefore = dateTime.isBefore(futureDate);

日期格式化

格式化日期时间也变得更加灵活：

LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
// 使用预定义格式
String iso = dateTime.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME);
// 自定义格式
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String formatted = dateTime.format(formatter);

从 java.util.Date 迁移到 java.time

迁移到现代 API 时，可以按照以下步骤操作：

1. 找出代码中所有使用 Date、Calendar 和 SimpleDateFormat 的地方。
2. 根据需求选择合适的 java.time 类。
3. 使用转换方法与遗留代码交互：

// 从 Date 转换为 Instant
Date legacyDate = new Date();
Instant instant = legacyDate.toInstant();
LocalDateTime modern = LocalDateTime.ofInstant(instant, ZoneId.systemDefault());
// 如果需要，可以转换回 Date
Date converted = Date.from(modern.atZone(ZoneId.systemDefault()).toInstant());

为什么选择 java.time

现代 API 通常比旧 API 更高效：

• 不可变对象减少了并发应用中的内存开销。
• 日历计算更加高效。
• 专用类提高了内存使用效率。

使用建议

根据需求选择最合适的类型：

• LocalDate：仅表示日期。
• LocalTime：仅表示时间。
• LocalDateTime：同时表示日期和时间。
• ZonedDateTime：需要处理时区时使用。
• Instant：表示时间戳。

最佳实践：

1. 使用 UTC（Instant 或 ZonedDateTime）存储时间戳，仅在显示时转换为本地时间。
2. 使用 Period 处理基于日期的时间间隔，使用 Duration 处理基于时间的间隔。
3. 对于日期格式化，优先使用 DateTimeFormatter 提供的常量。

总结

java.util.Date 是 Java 早期的遗留产物，而现代的 java.time API 提供了一个健壮、直观且全面的解决方案。通过切换到 java.time，您可以编写更易于维护的代码，避免常见陷阱，并利用丰富的日期时间操作功能。

立即在新代码中使用 java.time，并逐步迁移现有代码。您的未来团队一定会感谢这一决定！

原文链接: https://medium.com/@ayoubseddiki132/why-you-should-stop-using-java-util-date-a-complete-guide-to-modern-java-date-time-api-e15a2315e46c