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詳解Java8版本中的新特性 線程安全日期類

宇宙一級(jí)潛在鴿王 2021-08-16 14:42:28 瀏覽數(shù) (2233)
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LocalDateTime

Java8新特性之一,新增日期類。

在項(xiàng)目開發(fā)過程中經(jīng)常遇到時(shí)間處理,但是你真的用對(duì)了嗎,理解阿里巴巴開發(fā)手冊(cè)中禁用static修飾SimpleDateFormat嗎

通過閱讀本篇文章你將了解到:

  • 為什么需要LocalDate、LocalTime、LocalDateTime【java8新提供的類】
  • Java8新的時(shí)間API的使用方式,包括創(chuàng)建、格式化、解析、計(jì)算、修改

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

SimpleDateFormat線程不安全

Date如果不格式化,打印出的日期可讀性差

Tue Sep 10 09:34:04 CST 2019

使用SimpleDateFormat對(duì)時(shí)間進(jìn)行格式化,但SimpleDateFormat是線程不安全的 SimpleDateFormat的format方法最終調(diào)用源碼:

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類是里面基本都是final修飾的,calendar是共享變量,并且這個(gè)共享變量沒有做線程安全控制。當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)使用相同的SimpleDateFormat對(duì)象【如用static修飾的SimpleDateFormat,一般會(huì)封裝在工具類,復(fù)用】調(diào)用format方法時(shí),多個(gè)線程會(huì)同時(shí)調(diào)用calendar.setTime方法,可能一個(gè)線程剛設(shè)置好time值另外的一個(gè)線程馬上把設(shè)置的time值給修改了導(dǎo)致返回的格式化時(shí)間可能是錯(cuò)誤的。

在多并發(fā)情況下使用SimpleDateFormat需格外注意:

SimpleDateFormat除了format方法是線程不安全以外,parse方法也是線程不安全的。parse方法實(shí)際調(diào)用alb.establish(calendar).getTime()方法來解析,alb.establish(calendar)方法里主要完成了

  • 重置日期對(duì)象cal的屬性值
  • 使用calb(calBuilder)中屬性設(shè)置cal
  • 返回設(shè)置好的cal對(duì)象

但是這三步不是原子操作

SimpleDateFormat如何保證線程安全

  • 避免線程之間共享一個(gè)SimpleDateFormat對(duì)象,每個(gè)線程使用時(shí)都創(chuàng)建一次SimpleDateFormat對(duì)象 => 創(chuàng)建和銷毀對(duì)象的開銷大
  • 對(duì)使用format和parse方法的地方進(jìn)行加鎖 => 線程阻塞性能差
  • 使用ThreadLocal保證每個(gè)線程最多只創(chuàng)建一次SimpleDateFormat對(duì)象 => 較好的方法

Date對(duì)時(shí)間處理比較麻煩,比如想獲取某年、某月、某星期,以及n天以后的時(shí)間,如果用Date來處理的話真是太難了,你可能會(huì)說Date類不是有g(shù)etYear、getMonth這些方法嗎,獲取年月日很Easy,但都被棄用了啊

Java8全新的日期和時(shí)間API

在使用Java程序操作數(shù)據(jù)庫時(shí),我們需要把數(shù)據(jù)庫類型與Java類型映射起來。下表是數(shù)據(jù)庫類型與Java新舊API的映射關(guān)系:

數(shù)據(jù)庫 對(duì)應(yīng)Java類(舊) 對(duì)應(yīng)Java類(新)
DATETIME java.util.Date LocalDateTime
DATE   java.sql.Date LocalDate
TIME  java.sql.Time  LocalTime
TIMESTAMP  java.sql.Timestamp  LocalDateTime

LocalDate

只會(huì)獲取年月日

//獲取當(dāng)前年月日
        LocalDate localDate = LocalDate.now();
        //構(gòu)造指定的年月日
        LocalDate localDate1 = LocalDate.of(2019, 9, 10);

        //獲取年、月、日、星期幾
        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

只會(huì)獲取幾點(diǎn)幾分幾秒

//創(chuàng)建LocalTime
        LocalTime localTime = LocalTime.of(13, 51, 10);
        LocalTime localTime1 = LocalTime.now();

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

LocalDateTime

獲取年月日時(shí)分秒,等于LocalDate+LocalTime

//創(chuàng)建對(duì)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);

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

ZonedDateTime

LocalDateTime總是表示本地日期和時(shí)間,要表示一個(gè)帶時(shí)區(qū)的日期和時(shí)間,我們就需要ZonedDateTime

可以簡單地把ZonedDateTime理解成LocalDateTimeZoneId。ZoneIdjava.time引入的新的時(shí)區(qū)類,注意和舊的java.util.TimeZone區(qū)別。

創(chuàng)建一個(gè)ZonedDateTime對(duì)象

// 默認(rèn)時(shí)區(qū)
ZonedDateTime zbj = ZonedDateTime.now(); 
// 用指定時(shí)區(qū)獲取當(dāng)前時(shí)間
ZonedDateTime zny = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York")); 

結(jié)果:

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

另一種創(chuàng)建方式是通過給一個(gè)LocalDateTime附加一個(gè)ZoneId,就可以變成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"));

時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換

要轉(zhuǎn)換時(shí)區(qū),首先我們需要有一個(gè)ZonedDateTime對(duì)象,然后,通過withZoneSameInstant()將關(guān)聯(lián)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)時(shí)區(qū),轉(zhuǎn)換后日期和時(shí)間都會(huì)相應(yīng)調(diào)整。

ZonedDateTime zbj = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
// 轉(zhuǎn)換為紐約時(shí)間:
ZonedDateTime zny = zbj.withZoneSameInstant(ZoneId.of("America/New_York"));

ZonedDateTime仍然提供了plusDays()等加減操作。

要特別注意,時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換的時(shí)候,由于夏令時(shí)的存在,不同的日期轉(zhuǎn)換的結(jié)果很可能是不同的。這是北京時(shí)間9月15日的轉(zhuǎn)換結(jié)果:

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

這是北京時(shí)間11月15日的轉(zhuǎn)換結(jié)果:

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

兩次轉(zhuǎn)換后的紐約時(shí)間有1小時(shí)的夏令時(shí)時(shí)差。涉及到時(shí)區(qū)時(shí),千萬不要自己計(jì)算時(shí)差,否則難以正確處理夏令時(shí)。有了ZonedDateTime,將其轉(zhuǎn)換為本地時(shí)間就非常簡單:

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

轉(zhuǎn)換為LocalDateTime時(shí),直接丟棄了時(shí)區(qū)信息。

Instant

獲取秒數(shù)或時(shí)間戳

//創(chuàng)建Instant對(duì)象
        Instant instant = Instant.now();
        //獲取秒數(shù)
        long currentSecond = instant.getEpochSecond();
        //獲取毫秒數(shù)
        long currentMilli = instant.toEpochMilli();
        long l = System.currentTimeMillis();

System.currentTimeMillis()也可以獲取毫秒數(shù)。

日期計(jì)算

LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Instant為不可變對(duì)象,修改這些對(duì)象對(duì)象會(huì)返回一個(gè)副本

增加、減少年數(shù)、月數(shù)、天數(shù)等,以LocalDateTime為例

//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);
        //減少一個(gè)月
        localDateTime = localDateTime.minusMonths(1);
        localDateTime = localDateTime.minus(1, ChronoUnit.MONTHS);

		//通過with修改某些值
        //修改年為2020
        localDateTime = localDateTime.withYear(2020);
        //修改為2022
        localDateTime = localDateTime.with(ChronoField.YEAR, 2022);
		//還可以修改月、日

有些時(shí)候想知道這個(gè)月的最后一天是幾號(hào)、下個(gè)周末是幾號(hào),通過提供的時(shí)間和日期API可以很快得到答案

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

比如通過firstDayOfYear()返回了當(dāng)前年的第一天日期,還有很多方法這里不在舉例說明

格式化時(shí)間

DateTimeFormatter默認(rèn)提供了多種格式化方式,如果默認(rèn)提供的不能滿足要求,可以通過DateTimeFormatter的ofPattern方法創(chuàng)建自定義格式化方式

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

解析時(shí)間

和SimpleDateFormat相比,DateTimeFormatter是線程安全的

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

DateTimeFormatter替代SimpleDateFormat

使用舊的Date對(duì)象時(shí),我們用SimpleDateFormat進(jìn)行格式化顯示。使用新的LocalDateTimeZonedLocalDateTime時(shí),我們要進(jìn)行格式化顯示,就要使用DateTimeFormatter

SimpleDateFormat不同的是,DateTimeFormatter不但是不變對(duì)象,它還是線程安全的。因?yàn)?code>SimpleDateFormat不是線程安全的,使用的時(shí)候,只能在方法內(nèi)部創(chuàng)建新的局部變量。而DateTimeFormatter可以只創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例,到處引用。

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

//構(gòu)造器2:傳入格式字符串和地區(qū)
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底層原理

DateTimeFormatter線程安全的?為什么?

源碼:

在這里插入圖片描述

很明顯,通過final修飾類,不可被繼承,final修飾變量,做成了不可變類,類似String,不僅線程安全而且高效。全局可以只有一個(gè)對(duì)象,多個(gè)線程引用。

format和parse線程安全替代

使用LocalDateTime的format和parse方法,傳入對(duì)應(yīng)的DateTimeFormatter對(duì)象參數(shù),實(shí)際也是調(diào)用DateTimeFormatter的format和parse方法,實(shí)現(xiàn)日期格式化和解析,是線程安全的。

DateTimeFormatter類解析LocalDateTime中的日期變量,轉(zhuǎn)成StringBuilder返回。LocalDateTime等新出的日期類全是final修飾的類,不能被繼承,且對(duì)應(yīng)的日期變量都是final修飾的,也就是不可變類。賦值一次后就不可變,不存在多線程數(shù)據(jù)問題。

在這里插入圖片描述

到這里,本篇關(guān)于Java8版本中線程安全日期類的新特性的文章就介紹到此結(jié)束了,想要了解更多關(guān)于Java8其他新特性的內(nèi)容,請(qǐng)多多關(guān)注W3Cschool相關(guān)內(nèi)容的文章。


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