6.玩转时间操作 + 面试题

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玩转时间操作 + 面试题

在 JDK 8 之前，Java 语言为我们提供了两个类用于操作时间，它们分别是：java.util.Date 和 java.util.Calendar，但在 JDK 8 的时候为了解决旧时间操作类的一些缺陷，提供了几个新的类，用于操作时间和日期，它们分别是：LocalTime、LocalDateTime、Instant，都位于 java.time 包下。

时间的操作在我们日常的开发中经常见到，比如，业务数据都要记录创建时间和修改时间，并要把这些时间格式化之后显示到前端页面，再比如我们需要计算业务数据的时间间隔等，都离不开对时间的操作，那如何正确而优雅地使用时间？这就是我们接下来要讨论的话题。

时间基础知识科普

格林威治时间

格林威治（又译格林尼治）是英国伦敦南郊原格林威治天文台的所在地，它是世界计算时间和地球经度的起点，国际经度会议 1884 年在美国华盛顿召开，会上通过协议，以经过格林威治天文台的经线为零度经线（即本初子午线），作为地球经度的起点，并以格林威治为“世界时区”的起点。

格林威治时间和北京时间的关系

格林威治时间被定义为世界时间，就是 0 时区，北京是东八区。也就是说格林威治时间的 1 日 0 点，对应到北京的时间就是 1 日 8 点。

时间戳

时间戳是指格林威治时间 1970-01-01 00:00:00（北京时间 1970-01-01 08:00:00）起至现在的总秒数。

JDK 8 之前的时间操作

1 获取时间

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Date date = new Date();
System.out.println(date);
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
Date time = calendar.getTime();
System.out.println(time);

2 获取时间戳

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long ts = new Date().getTime();
System.out.println(ts);
long ts2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println(ts2);
long ts3 = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
System.out.println(ts3);

3 格式化时间

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SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
System.out.println(sf.format(new Date()));  // output:2019-08-16 21:46:22

SimpleDateFormat 构造参数的含义，请参考以下表格信息：

字符 含义 示例
y 年 yyyy-1996
M 月 MM-07
d 月中的天数 dd-02
D 年中的天数 121
E 星期几 星期四
H 小时数（0-23） HH-23
h 小时数（1-12） hh-11
m 分钟数 mm-02
s 秒数 ss-03
Z 时区 +0800

使用示例：

  • 获取星期几：new SimpleDateFormat(“E”).format(new Date())
  • 获取当前时区：new SimpleDateFormat(“Z”).format(new Date*())

注意事项：在多线程下 SimpleDateFormat 是非线程安全的，因此在使用 SimpleDateFormat 时要注意这个问题。在多线程下，如果使用不当，可能会造成结果不对或内存泄漏等问题。

4 时间转换

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SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
// String 转 Date
String str = "2019-10-10 10:10:10";
System.out.println(sf.parse(str));
//时间戳的字符串 转 Date
String tsString = "1556788591462";
// import java.sql
Timestamp ts = new Timestamp(Long.parseLong(tsString)); // 时间戳的字符串转 Date
System.out.println(sf.format(ts));

注意事项：当使用 SimpleDateFormat.parse() 方法进行时间转换的时候，SimpleDateFormat 的构造函数必须和待转换字符串格式一致。

5 获得昨天此刻时间

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Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.add(Calendar.DATE, -1);
System.out.println(calendar.getTime());

JDK 8 时间操作

JDK 8 对时间操作新增了三个类：LocalDateTime、LocalDate、LocalTime。

  • LocalDate 只包含日期，不包含时间，不可变类，且线程安全。
  • LocalTime 只包含时间，不包含日期，不可变类，且线程安全。
  • LocalDateTime 既包含了时间又包含了日期，不可变类，且线程安全。

线程安全性

值得一提的是 JDK 8 中新增的这三个时间相关的类，都是线程安全的，这极大地降低了多线程下代码开发的风险。

1 获取时间

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// 获取日期
LocalDate localDate = LocalDate.now();
System.out.println(localDate);    // output:2019-08-16
// 获取时间
LocalTime localTime = LocalTime.now();
System.out.println(localTime);    // output:21:09:13.708
// 获取日期和时间
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now();
System.out.println(localDateTime);    // output:2019-08-16T21:09:13.708

2 获取时间戳

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long milli = Instant.now().toEpochMilli(); // 获取当前时间戳（精确到毫秒）
long second = Instant.now().getEpochSecond(); // 获取当前时间戳（精确到秒）
System.out.println(milli);  // output:1565932435792
System.out.println(second); // output:1565932435

3 时间格式化

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// 时间格式化①
DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String timeFormat = dateTimeFormatter.format(LocalDateTime.now());
System.out.println(timeFormat);  // output:2019-08-16 21:15:43
// 时间格式化②
String timeFormat2 = LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
System.out.println(timeFormat2);    // output:2019-08-16 21:17:48

4 时间转换

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String timeStr = "2019-10-10 06:06:06";
LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.parse(timeStr,DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
System.out.println(dateTime);

5 获得昨天此刻时间

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LocalDateTime today = LocalDateTime.now();
LocalDateTime yesterday = today.plusDays(-1);
System.out.println(yesterday);

相关面试题

1. 获取当前时间有几种方式？

答：获取当前时间常见的方式有以下三种：

  • new Date()
  • Calendar.getInstance().getTime()
  • LocalDateTime.now()

2. 如何获取昨天此刻的时间？

答：以下为获取昨天此刻时间的两种方式：

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// 获取昨天此刻的时间（JDK 8 以前）
Calendar c = Calendar.getInstance();
c.add(Calendar.DATE,-1);
System.out.println(c.getTime());
// 获取昨天此刻的时间（JDK 8）
LocalDateTime todayTime = LocalDateTime.now();
System.out.println(todayTime.plusDays(-1));

3. 如何获取本月的最后一天？

答：以下为获取本月最后一天的两种方式：

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// 获取本月的最后一天（JDK 8 以前）
Calendar ca = Calendar.getInstance();
ca.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, ca.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH));
System.out.println(ca.getTime());
// 获取本月的最后一天（JDK 8）
LocalDate today = LocalDate.now();
System.out.println(today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth()));

4. 获取当前时间的时间戳有几种方式？

答：以下为获取当前时间戳的几种方式：

  • System.currentTimeMillis()
  • new Date().getTime()
  • Calendar.getInstance().getTime().getTime()
  • Instant.now().toEpochMilli()
  • LocalDateTime.now().toInstant(ZoneOffset.of("+8")).toEpochMilli()

其中，第四种和第五种方式是 JDK 8 才新加的。

5. 如何优雅地计算两个时间的相隔时间？

答：JDK 8 中可以使用 Duration 类来优雅地计算两个时间的相隔时间，代码如下：

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LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.now();
LocalDateTime dt2 = dt1.plusSeconds(60);
Duration duration = Duration.between(dt1, dt2);
System.out.println(duration.getSeconds());  // output:60

6. 如何优雅地计算两个日期的相隔日期？

答：JDK 8 中可以使用 Period 类来优雅地计算两个日期的相隔日期，代码如下：

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LocalDate d1 = LocalDate.now();
LocalDate d2 = d1.plusDays(2);
Period period = Period.between(d1, d2);
System.out.println(period.getDays());   //output:2

7. SimpleDateFormat 是线程安全的吗？为什么？

答：SimpleDateFormat 是非线程安全的。因为查看 SimpleDateFormat 的源码可以得知，所有的格式化和解析，都需要通过一个中间对象进行转换，这个中间对象就是 Calendar，这样的话就造成非线程安全。试想一下当我们有多个线程操作同一个 Calendar 的时候后来的线程会覆盖先来线程的数据，那最后其实返回的是后来线程的数据，因此 SimpleDateFormat 就成为了非线程的了。

8. 怎么保证 SimpleDateFormat 的线程安全？

答：保证 SimpleDateFormat 线程安全的方式如下：

  • 使用 Synchronized，在需要时间格式化的操作使用 Synchronized 关键字进行包装，保证线程堵塞格式化；
  • 手动加锁，把需要格式化时间的代码，写到加锁部分，相对 Synchronized 来说，编码效率更低，性能略好，代码风险较大（风险在于不要忘记在操作的最后，手动释放锁）；
  • 使用 JDK 8 的 DateTimeFormatter 替代 SimpleDateFormat。

9. JDK 8 中新增的时间类都有哪些优点？

答：JDK 8 中的优点具体有以下几个优点，如下：

  • 线程安全性
  • 使用的便利性（如获取当前时间戳的便利性、增减日期的便利性等）
  • 编写代码更简单优雅，如当前时间的格式化：LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”));

10. 如何比较两个时间（Date）的大小？

答：时间比较有以下三种方式：

  • 获取两个时间的时间戳，得到两个 long 类型的变量，两个变量相减，通过结果的正负值来判断大小；
  • 通过 Date 自带的 before()、after()、equals() 等方法比较，代码示例 date1.before(date2)；
  • 通过 compareTo() 方法比较，代码示例：date1.compareTo(date2)，返回值 -1 表示前一个时间比后一个时间小，0 表示两个时间相等，1 表示前一个时间大于后一个时间。

总结

JDK 8 之前使用 java.util.Date 和 java.util.Calendar 来操作时间，它们有两个很明显的缺点，第一，非线程安全；第二，API 调用不方便。JDK 8 新增了几个时间操作类 java.time 包下的 LocalDateTime、LocalDate、LocalTime、Duration（计算相隔时间）、Period（计算相隔日期）和 DateTimeFormatter，提供了多线程下的线程安全和易用性，让我们可以更好的操作时间。

当我遇上你

勿在浮沙筑高楼