Java時間轉換的方法

来源:https://www.cnblogs.com/ankeyxu/archive/2018/04/25/datetime_convert_function.html
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Java時間轉換的方法 系統開發過程中常因為時間參數的存儲和呈現方式的問題產生爭議，再加上考慮不同時區的時間在同一系統存儲和展示的情況更為複雜。通常的設計方案是：存儲的時候，為了不讓數據混亂，統一按照UTC+00:00時區的毫秒級長整型數字時間戳來存儲；展示的時候，為了讓用戶方便，按照用戶關註的時區 ...


Java時間轉換的方法

　　系統開發過程中常因為時間參數的存儲和呈現方式的問題產生爭議，再加上考慮不同時區的時間在同一系統存儲和展示的情況更為複雜。通常的設計方案是：存儲的時候，為了不讓數據混亂，統一按照UTC+00:00時區的毫秒級長整型數字時間戳來存儲；展示的時候，為了讓用戶方便，按照用戶關註的時區來呈現時間，如：“年-月-日 時:分:秒”。

　　那麼，第一個問題來了。用戶關註的時區究竟如何選取呢？難道就一定是用戶所在地的時區嗎？！

　　第二個問題，是Java本身的規則一手造成的。比如：1436013000000，這個時間戳是UTC+00:00時區“2015-07-04 12:30:00”對應的毫秒級長整型數字時間戳。在C++當中，無論我們用的電腦配置為何時區，雙向轉換的結果會是一致的。但如果用Java，轉換結果也是關於電腦時區配置的。比如：我們的電腦時區配置為UTC+00:00時區，根據1436013000000這個數字時間戳轉換得到的時間就會是“2015-07-04 12:30:00”；如果我們的電腦時區配置為UTC+08:00時區，根據1436013000000這個數字時間戳轉換得到的時間就會是“2015-07-04 20:30:00”。Java在這個轉換過程中自動為這個參數加上東8區28800000毫秒的時區偏移量。從時間向數字時間戳的轉換過程中，Java又會自動為這個參數減掉28800000毫秒。

　　錶面上看起來Java的這個機制很人性化。實則不然，如果運行系統的伺服器部署在不同時區的話，麻煩就來了。伺服器部署的時區直接影響了時間參數的轉換結果。

　　本文，我就對這兩個問題給出一個解決方案。大家可以參考，但是遇到不同情況，建議按照用戶的真實需求，具體問題具體分析。

1 理論時區

　　理論時區以被15整除的子午線為中心，向東西兩側延伸7.5度，即每15°劃分一個時區，這是理論時區。理論時區的時間採用其中央經線（或標準經線）的地方時。所以每差一個時區，區時相差一個小時，相差多少個時區，就相差多少個小時。東邊的時區時間比西邊的時區時間來得早。為了避免日期的紊亂，提出國際日期變更線的概念。

 

2 夏令時

　　夏令時（DaylightSaving Time：DST），又稱“日光節約時制”和“夏令時間”，是一種為節約能源而人為規定地方時間的制度，在這一制度實行期間所採用的統一時間稱為“夏令時間”。一般在天亮早的夏季人為將時間提前一小時，以充分利用光照資源，從而節約照明用電。各個採納夏時制的國傢具體規定不同。目前全世界有近110個國家每年要實行夏令時。

3 Unix Time

　　Unix時間戳（英文為Unix epoch， Unix time， POSIX time 或 Unix timestamp）是從1970年1月1日（UTC/GMT的午夜00:00:00）開始所經過的毫秒數，不考慮閏秒。也就是說，1970-1-100:00:00的數字時間戳是0，當前時間的數字時間戳是此時此地的時間相距1970-1-100:00:00的毫秒數。相同的計算規則，但在不同的編程語言中的實現仍有差別，以C++和Java為例。C++認為時間是0時區的，而Java計算是帶著系統時區的。

4 時間轉換問題解決方案

　　解決第一個問題，方案引入了一個“工程時區”的概念，含義是時間展示的時區標準，也就是說用戶查看的時間按照工程時區來展示“年-月-日 時:分:秒”。

　　解決第二個問題，需要一個轉換方法自動屏蔽運行代碼的電腦所帶時區的影響。無論系統部署在哪裡，系統都要能夠準確呈現關註對象所在地的時間（不以用戶所在地/系統部署地的時區為轉移）。因為關註對象的信息才是用戶真正關註的。

　　將關註對象所在地的時間“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”轉換為UTC+0的毫秒級整型時間戳，關註對象所在地時區最好與工程時區相同，但如果關註對象所在範圍跨時區，關註對象所在地時區與工程時區也可以不同，但這樣呈現的時間數據會與輸入有差別，其含義是與關註對象持續時間同時刻的工程時區的時間。

　　舉例說明，場景：用戶在雅典（東2區），預定一張從北京（東8區）飛往夏威夷（西10區）的機票。訂票系統部署在紐約（西5區）。系統處理規則：起飛地點是北京，那麼系統呈現的起飛時間，當然應該標註清楚北京（東8區）的時間“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”；抵達地點是夏威夷，系統呈現的預計到達時間，當然應該標註清楚夏威夷（西10區）的時間“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”。系統呈現的時間與用戶訂票位置——雅典（東2區）的時區、系統部署位置——紐約（西5區）無關。

　　驗收標準：不論時間數據按照哪個時區輸入，存儲為GMT/UTC+0時區同時刻的毫秒級整型時間戳，用戶能夠感知到的時間都按照工程時區來呈現和輸出。

5 示例

　　代碼示例只為說明問題，不好勿噴。

1）Java8之前的解決方案

（1）轉換工具類——DateTimeUtil

package dateTime;

import java.text.DateFormat;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Calendar;

import java.util.Date;

import org.apache.commons.lang.StringUtils;

 

public class DateTimeUtil

{

    /**

     * datetime format

     */

    public static final String YMDHMS = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";

 

    /**

     * REGEX_DATETIME

     */

    private static final String REGEX_DATETIME = "^((\\d{2}(([02468][048])|([13579][26]))[\\-]?"

            + "((((0?[13578])|(1[02]))[\\-]?((0?[1-9])|([1-2][0-9])|(3[01])))"

            + "|(((0?[469])|(11))[\\-]?((0?[1-9])|([1-2][0-9])|(30)))"

            + "|(0?2[\\-]?((0?[1-9])|([1-2][0-9])))))"

            + "|(\\d{2}(([02468][1235679])|([13579][01345789]))[\\-]?"

            + "((((0?[13578])|(1[02]))[\\-]?((0?[1-9])|([1-2][0-9])|(3[01])))"

            + "|(((0?[469])|(11))[\\-]?((0?[1-9])|([1-2][0-9])|(30)))"

            + "|(0?2[\\-]?((0?[1-9])|(1[0-9])|(2[0-8]))))))" + "\\s"

            + "(((0?[0-9])|(1[0-9])|(2[0-3]))\\:([0-5]?[0-9])((\\s)|(\\:([0-5]?[0-9]))))?$";

 

    /**

     * convertToUtcTimeStamp<br>

     * 將關註對象所在地的時間"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"轉換為UTC+0的毫秒級整型時間戳

     * 關註對象所在地時區最好與工程時區相同，

     * 但如果關註對象所在範圍跨時區，關註對象所在地時區與工程時區也可以不同，

     * 但這樣呈現的時間數據會與輸入有差別，其含義是與關註對象持續時間同時刻的工程時區的時間。

     * 時間處理原則：不論時間數據按照哪個時區輸入，

     * 存儲為UTC+0時區同時刻的毫秒級整型時間戳，用戶能夠感知到的時間都按照工程時區來呈現。

     * @param strDateTime 關註對象所在地的時間"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"

     * @param iTimeZoneInMilliSec 關註對象所在地時區偏移量（毫秒級整型時間戳）

     * @param iDstInMilliSec 關註對象所在地夏令時偏移量（毫秒級整型時間戳）

     * @return UTC+0的毫秒級整型時間戳

     */

    public static long convertToUtcTimeStamp(String strDateTime,

                                             long iTimeZoneInMilliSec,

                                             long iDstInMilliSec)

    {

        if (StringUtils.isEmpty(strDateTime) || !strDateTime.matches(REGEX_DATETIME))

        {

            return 0L;

        }

 

        Date oTime = null;

        try

        {

            oTime = parseToDate(strDateTime);

        }

        catch (Exception e)

        {

            e.getMessage();

        }

 

        long iTimeStamp = 0L;

        if (null != oTime)

        {

            iTimeStamp = oTime.getTime();

        }

 

        Calendar oCalendar = Calendar.getInstance(); // 獲取當前日曆對象

        long iServerTimeZoneOffset = oCalendar.get(Calendar.ZONE_OFFSET); // 獲取當前時區偏移量

        long iServerDSTOffset = oCalendar.getTimeZone().getDSTSavings(); // 獲取當前夏令時偏移量

 

        // 計算UTC+0的毫秒級整型時間戳

        long iUtcTimeStamp = iTimeStamp + iServerTimeZoneOffset + iServerDSTOffset

                - iTimeZoneInMilliSec - iDstInMilliSec;

 

        return iUtcTimeStamp;

    }

 

    /**

     * convertToPrjDateTime<br>

     * 將UTC+0的毫秒級整型時間戳轉換為工程時區的時間"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"<br/>

     * @param iUtcTimeStamp UTC+0的毫秒級整型時間戳

     * @param iPrjTimeZoneInMilliSec 工程時區偏移量（毫秒級整型時間戳）

     * @param iPrjDstInMilliSec 工程夏令時偏移量（毫秒級整型時間戳）

     * @return 工程時區的時間"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"

     */

    public static String convertToPrjDateTime(long iUtcTimeStamp,

                                              long iPrjTimeZoneInMilliSec,

                                              long iPrjDstInMilliSec)

    {

        Calendar oCalendar = Calendar.getInstance(); // 獲取當前日曆對象

        long iServerTimeZoneOffset = oCalendar.get(Calendar.ZONE_OFFSET); // 獲取當前時區偏移量

        long iServerDSTOffset = oCalendar.getTimeZone().getDSTSavings(); // 獲取當前夏令時偏移量

 

        // 計算工程時區的時間

        String strPrjDateTime = "";

        Date oPrjDateTime = new Date(iUtcTimeStamp - iServerTimeZoneOffset - iServerDSTOffset

                + iPrjTimeZoneInMilliSec + iPrjDstInMilliSec);

        strPrjDateTime = dateFormat(YMDHMS, oPrjDateTime);

        return strPrjDateTime;

    }

 

    /**

     * parseToDate

     * @param value TimeStamp / 年-月-日 時:分:秒

     * @return Date

     * @throws Exception

     */

    private static Date parseToDate(String value) throws Exception

    {

        Date date = null;

        try

        {

            Long dataValue = Long.valueOf(value);

            date = new Date(dataValue);

        }

        catch (Exception e)

        {

            date = parseDate(value, YMDHMS);

        }

        return date;

    }

 

    /**

     * parseDate

     * @param strDate 年-月-日 時:分:秒

     * @param strFormat yyyy-MM-dd HH:mm:ss

     * @return Date

     * @throws Exception

     */

    private static Date parseDate(String strDate, String strFormat) throws Exception

    {

        if (StringUtils.isEmpty(strFormat))

        {

            strFormat = YMDHMS;

        }

        DateFormat sdf = new SimpleDateFormat(strFormat);

        return sdf.parse(strDate);

    }

 

    /**

     * dateFormat

     * @param strFormat yyyy-MM-dd HH:mm:ss

     * @param oDate Date

     * @return 年-月-日 時:分:秒

     */

    private static String dateFormat(String strFormat, Date oDate)

    {

        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(strFormat);

        String strDate = sdf.format(oDate);

        return strDate;

    }

}

 

（2）轉換Demo——DateTimeTest

package DateTimeTest;

 

public class DateTimeTest

{

    publicstaticvoid main(String[] args)

    {

        new DateTimeTest();

    }

   

    public DateTimeTest()

    {

        testConvertDateTime();

    }

   

    /**

     * 測試日期時間轉換不應該受到系統時區的影響。

     * 無論系統部署在哪個時區，都應該準確存儲GMT時間戳，呈現工程時區下的年-月-日 時:分:秒

     */

    privatevoid testConvertDateTime()

    {

        String strDateTime01 = "2015-07-04 20:30:00";

        longiDateTime01 = DateTimeUtil.convertToUtcTimeStamp(strDateTime01， 28800000l， 0);

        System.out.println(iDateTime01);

       

        longiDateTime02 = 1436013000000L;

        String strDateTime02 = DateTimeUtil.convertToPrjDateTime(iDateTime02， 28800000l， 0);

        System.out.println(strDateTime02);

    }

}

 

2）Java8之後的解決方案

（1）轉換工具類——ZonedDateTimeUtil

package dateTime;

 

import org.apache.commons.lang.StringUtils;

 

import java.time.Instant;

import java.time.LocalDateTime;

import java.time.ZoneId;

import java.time.ZonedDateTime;

import java.time.format.DateTimeFormatter;

 

public class ZonedDateTimeUtil {

 

    public static enum EnumDateTimeFormatter {

        YMDHMS("yyyy-MM-dd HH:mm:ss", 1),

        YMD("yyyy-MM-dd", 2),

        HMS("HH:mm:ss", 3);

 

        String name = "";

        int index = 0;

 

        private EnumDateTimeFormatter(String name, int index) {

            this.name = name;

            this.index = index;

        }

 

        public String getInfo() {

            return this.name;

        }

 

    }

 

    public static enum EnumZone {

        ZONE_0("+00:00", 0),

        ZONE_EAST1("+01:00", 1),

        ZONE_EAST2("+02:00", 2),

        ZONE_EAST3("+03:00", 3),

        ZONE_EAST4("+04:00", 4),

        ZONE_EAST5("+05:00", 5),

        ZONE_EAST6("+06:00", 6),

        ZONE_EAST7("+07:00", 7),

        ZONE_EAST8("+08:00", 8),

        ZONE_EAST9("+09:00", 9),

        ZONE_EAST10("+10:00", 10),

        ZONE_EAST11("+11:00", 11),

        ZONE_EAST12("+12:00", 12),

        ZONE_EAST13("+13:00", 13),

        ZONE_WEST1("-01:00", 101),

        ZONE_WEST2("-02:00", 102),

        ZONE_WEST3("-03:00", 103),

        ZONE_WEST4("-04:00", 104),

        ZONE_WEST5("-05:00", 105),

        ZONE_WEST6("-06:00", 106),

        ZONE_WEST7("-07:00", 107),

        ZONE_WEST8("-08:00", 108),

        ZONE_WEST9("-09:00", 109),

        ZONE_WEST10("-10:00", 110),

        ZONE_WEST11("-11:00", 111),

        ZONE_WEST12("-12:00", 112);

 

        String name = "";

        int index = 0;

 

        private EnumZone(String name, int index) {

            this.name = name;

            this.index = index;

        }

 

        public String getInfo() {

            return this.name;

        }

    }

 

    /**

     * convertToUtcTimeStamp

     * 將關註對象所在地的時間"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"轉換為UTC+0的毫秒級整型時間戳

     * <p>

     * 關註對象所在地時區最好與工程時區相同，

     * 但如果關註對象所在範圍跨時區，關註對象所在地時區與工程時區也可以不同，

     * 但這樣呈現的時間數據會與輸入有差別，其含義是與關註對象持續時間同時刻的工程時區的時間。

     * 時間處理原則：不論時間數據按照哪個時區輸入，

     * 存儲為UTC+0時區同時刻的毫秒級整型時間戳，用戶能夠感知到的時間都按照工程時區來呈現和輸出。

     *

     * @param strDateTime           關註對象所在地的時間"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"

     * @param enumDateTimeFormatter 時間格式

     * @param enumZone              工程時區

     * @return UTC+0的毫秒級整型時間戳

     */

    public static long convertToUtcTimeStamp(String strDateTime,

                                             EnumDateTimeFormatter enumDateTimeFormatter,

                                             EnumZone enumZone) {

        if (StringUtils.isEmpty(strDateTime)

                || null == enumDateTimeFormatter

                || null == enumZone) {

            return 0L;

        }

 

        long iDateTime = ZonedDateTime.parse(

                strDateTime,

                DateTimeFormatter.ofPattern(enumDateTimeFormatter.getInfo()).withZone(ZoneId.of(enumZone.getInfo())))

                .toInstant()

                .toEpochMilli();

 

        return iDateTime;

    }

 

    /**

     * convertToPrjDateTime

     * 將UTC+0的毫秒級整型時間戳轉換為工程時區的時間"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"

     *

     * @param iDateTime             UTC+0的毫秒級整型時間戳

     * @param enumDateTimeFormatter 時間格式

     * @param enumZone              工程時區

     * @return 工程時區的時間"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"

     */

    public static String convertToPrjDateTime(long iDateTime,

                                              EnumDateTimeFormatter enumDateTimeFormatter,

                                              EnumZone enumZone) {

        if (null == enumDateTimeFormatter

                || null == enumZone) {

            return "";

        }

 

        String strDateTime = LocalDateTime.ofInstant(

                Instant.ofEpochMilli(iDateTime), ZoneId.of(enumZone.getInfo()))

                .format(DateTimeFormatter.ofPattern(enumDateTimeFormatter.getInfo()));

 

        return strDateTime;

    }

}

 

（2）轉換Demo——ZonedDateTimeTest

package dateTime;

 

public class ZonedDateTimeTest {

    public static void main(String[] args) {

        new ZonedDateTimeTest();

    }

 

    public ZonedDateTimeTest() {

        test();

    }

 

    private void test() {

 

        String strDateTime01 = "2015-07-04 20:30:00";

        long iDateTime02 = 1436013000000L;

 

        // java8灝佽

        long iDateTime = ZonedDateTimeUtil.convertToUtcTimeStamp(strDateTime01,

                ZonedDateTimeUtil.EnumDateTimeFormatter.YMDHMS,

                ZonedDateTimeUtil.EnumZone.ZONE_EAST8);

        System.out.println(iDateTime);

 

        String strDateTime = ZonedDateTimeUtil.convertToPrjDateTime(iDateTime02,

                ZonedDateTimeUtil.EnumDateTimeFormatter.YMDHMS,

                ZonedDateTimeUtil.EnumZone.ZONE_EAST8);

        System.out.println(strDateTime);

 

        String strDateTime1 = ZonedDateTimeUtil.convertToPrjDateTime(iDateTime02,

                ZonedDateTimeUtil.EnumDateTimeFormatter.YMD,

                ZonedDateTimeUtil.EnumZone.ZONE_EAST8);

        System.out.println(strDateTime1);

 

        String strDateTime2 = ZonedDateTimeUtil.convertToPrjDateTime(iDateTime02,

                ZonedDateTimeUtil.EnumDateTimeFormatter.HMS,

                ZonedDateTimeUtil.EnumZone.ZONE_EAST8);

        System.out.println(strDateTime2);

    }

}

 


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