【Java8新特性】Data/Time API 和 Base64

一、新的Data/Time API

Java 8引入了新的Date和Time的API，从而修复了一些旧API的缺陷。
这些缺陷主要有：

• 不是线程安全的：java.util.Data不是线程安全的，因此开发者在以前用这些API的时候必须要注意并发的情况。而新的API是不可变的，并且没有setter方法。
• 匮乏的设计：默认日期的年从1900年开始、月份从1开始，并且日期从0开始，它们缺乏统一性。旧的API对于日期的操作缺乏直接的方法。新的API则对于这些操作提供了许多的设定方法。
• 较难的时区处理：之前，开发者需要写大量的代码来解决时区的问题。新的API则简化了这个步骤。

Java 8在java.time包内引入了这些新的API。下面是一些比较重要的类：

• Local：简化的data/time API，没有时区处理的特性。
• Zoned：定制的date/time API，用于处理多时区的情况。

1. 一个本地日期时间的例子

Java 8提供了LocalDate、LocalTime和LocalDataTime类来简化不需要时区的情况下的开发工作。

package com.shiyanlou.java8;

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalTime;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.Month;

public class NewFeaturesTester {
   public static void main(String args[]){
      Java8Tester java8tester = new Java8Tester();
      java8tester.testLocalDateTime();
   }

   public void testLocalDateTime(){

      // 获得当前的日期和时间
      LocalDateTime currentTime = LocalDateTime.now();
      System.out.println("current date and time: " + currentTime);

      // 输出当前时间的本地值（本时区）
      LocalDate date1 = currentTime.toLocalDate();
      System.out.println("local date: " + date1);

      Month month = currentTime.getMonth();
      int day = currentTime.getDayOfMonth();
      int seconds = currentTime.getSecond();

      // 由当前时间对象获得各个字段，输出结果
      System.out.println("month: " + month +"day: " + day +"seconds: " + seconds);

      // 由当前时间附带月份和年再输出
      LocalDateTime date2 = currentTime.withDayOfMonth(10).withYear(2012);
      System.out.println("date 2: " + date2);

      // 输出2016年圣诞节的日期
      LocalDate date3 = LocalDate.of(2016, Month.DECEMBER, 25);
      System.out.println("date 3: " + date3);

      // 输出新闻联播的开始时间
      LocalTime date4 = LocalTime.of(19, 00);
      System.out.println("date 4: " + date4);

      // 转化为字符串，再输出
      LocalTime date5 = LocalTime.parse("20:15:30");
      System.out.println("date 5: " + date5);
   }
}

运行结果：

运行结果

2. 一个带时区的Date/Time API例子

具有时区功能的日期时间API被用于需要考虑时区信息的情况。

package com.shiyanlou.java8;

import java.time.ZonedDateTime;
import java.time.ZoneId;

public class NewFeaturesTester {

   public static void main(String args[]){
      NewFeaturesTester tester = new NewFeaturesTester();
      tester.testZonedDateTime();
   }

   public void testZonedDateTime(){

      // 将字符串代表的时区信息转化
      ZonedDateTime date1 = ZonedDateTime.parse("2016-04-20T19:22:15+01:30[Europe/Paris]");
      System.out.println("date1: " + date1);

      // 设定地区ID为亚洲的加尔各答（位于印度），并输出
      ZoneId id = ZoneId.of("Asia/Kolkata");
      System.out.println("ZoneId: " + id);

      // 获得系统默认的当前地区并输出
      ZoneId currentZone = ZoneId.systemDefault();
      System.out.println("CurrentZone: " + currentZone);
   }
}

运行结果：

运行结果

3. 一个枚举计时单位的例子

在java.time.temporal.ChronoUnit包内，添加了枚举常量，来代替旧的API里用整数值代表的日期值。

package com.shiyanlou.java8;

import java.time.LocalDate;
import java.time.temporal.ChronoUnit;

public class NewFeaturesTester {

   public static void main(String args[]){
      NewFeaturesTester tester = new NewFeaturesTester();
      tester.testChromoUnits();
   }

   public void testChromoUnits(){

      // 获得当前的日期并输出
      LocalDate today = LocalDate.now();
      System.out.println("Current date: " + today);

      // 在当前日期的基础上增加两周时间再输出
      LocalDate nextWeek = today.plus(2, ChronoUnit.WEEKS);
      System.out.println("two weeks after now: " + nextWeek);

      // 在当前日期的基础上增加6个月的时间再输出
      LocalDate nextMonth = today.plus(6, ChronoUnit.MONTHS);
      System.out.println("6 months after now: " + nextMonth);

      // 在当前日期的基础上增加5年的时间再输出
      LocalDate nextYear = today.plus(5, ChronoUnit.YEARS);
      System.out.println("5 years after now: " + nextYear);

      // 在当前日期的基础上增加20年的时间再输出（一个Decade为10年）
      LocalDate nextDecade = today.plus(2, ChronoUnit.DECADES);
      System.out.println("20 years after now: " + nextDecade);
   }
}

4. 一个时间段的例子

在Java 8中，还有两个特殊的类用于处理一些特殊的时间问题：

• Period：该类用于处理日期相关的时间段
• Duration：该类用于处理时间相关的时间段

package com.shiyanlou.java8;

import java.time.temporal.ChronoUnit;
import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalTime;
import java.time.Duration;
import java.time.Period;

public class NewFeaturesTester {

   public static void main(String args[]){
      NewFeaturesTester tester = new NewFeaturesTester();
      tester.showPeriod();
      tester.showDuration();
   }

   public void showPeriod(){

      // 获得当前的日期
      LocalDate date1 = LocalDate.now();
      System.out.println("Current date: " + date1);

      // 在当前日期的基础上增加一个月时间
      LocalDate date2 = date1.plus(1, ChronoUnit.MONTHS);
      System.out.println("Next month: " + date2);

      // 用between方法计算两个日期直接的间隔（称之为Period）
      Period period = Period.between(date2, date1);
      System.out.println("Period: " + period);
   }

   public void showDuration(){

      LocalTime time1 = LocalTime.now();
      Duration fiveHours = Duration.ofHours(5);

      LocalTime time2 = time1.plus(fiveHours);

      // 对应的，用between方法显示两个时间直接的间隔（称之为Duration）
      Duration duration = Duration.between(time1, time2);
      System.out.println("Duration: " + duration);
   }
}

5.一个时间调节器的例子

TemporalAdjuster是用于计算日期的数学工具，比如说你可以通过下面的例子，获得“下个月的第二个周日”这样的计算出来的日期。

package com.shiyanlou.java8;

import java.time.LocalDate;
import java.time.temporal.TemporalAdjusters;
import java.time.DayOfWeek;

public class NewFeaturesTester {

   public static void main(String args[]){
      NewFeaturesTester tester = new  NewFeaturesTester;
      tester.applyAdjusters();
   }

   public void applyAdjusters(){

      // 获得当前的日期
      LocalDate date1 = LocalDate.now();
      System.out.println("current date: " + date1);

      // 计算下周一的日期并输出
      LocalDate nextMonday = date1.with(TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.MONDAY));
      System.out.println("next monday on : " + nextMonday);

      // 获得下个月的第二个周期的日期并输出
      LocalDate firstInYear = LocalDate.of(date1.getYear(),date1.getMonth(), 1);
      LocalDate secondSunday = firstInYear.with(TemporalAdjusters.nextOrSame(DayOfWeek.SUNDAY)).with(TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.SUNDAY));
      System.out.println("second sunday of next month : " + secondSunday);
   }
}

6. 向后兼容能力

为了保持向后兼容的能力，原始的Date和Calendar对象添加了一个toInstant
方法。该方法可以将其转换为新API下的对象。当然，还可以用ofInstant方法来获得LocalDateTime和ZonedDataTime对象。

package com.shiyanlou.java8;

import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZonedDateTime;
import java.util.Date;
import java.time.Instant;
import java.time.ZoneId;

public class NewFeaturesTester {

   public static void main(String args[]){
      NewFeaturesTester tester = new NewFeaturesTester();
      tester.applyBackwardCompatability();
   }

   public void applyBackwardCompatability(){

      // 获得当前日期并输出
      Date currentDate = new Date();
      System.out.println("Current date: " + currentDate);

      // 获得当前日期的实例（以毫秒的形式）
      Instant now = currentDate.toInstant();
      ZoneId currentZone = ZoneId.systemDefault();

      // 用ofInstant方法获得实例
      LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.ofInstant(now, currentZone);
      System.out.println("Local date: " + localDateTime);

      ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.ofInstant(now, currentZone);
      System.out.println("Zoned date: " + zonedDateTime);
   }
}

二、Base64编码

在Java 8中，内置了Base64编解码相关的特性。我们可以在Java 8中使用下面三种类型的Base64编解码：

• 简易模式：输出是完全按照A-Za-z0-9+/字符集映射的。编码不会自己增加输出行，解码器也不会接受任何超出A-Za-z0-9+/范围的内容。
• URL模式：输出基于A-Za-z0-9+/的映射，但对于URL和文件名是安全的。
• MIME模式：输出对于MIME类型的内容是友好的。如果超过76个字符，则会换行输出。，并且换行符\n之后会自动添加一个\r。如果某行没有\r则说明输出的内容已经结束。

1. Base64的内部类和方法

Base64相关的内部类有：

• Base64.Encoder：这是一个静态类。实现了Base64的编码功能，格式遵循了RFC 4648和RFC 2045标准。
• Base64.Decoder：也是一个静态类。实现了Base64的解码功能。

相关的方法有：

• getEncoder()：该方法返回一个使用基本Base64编码格式的Encoder对象。相反的解码方法是getDecoder()。
• getUrlEncoder()：该方法返回一个使用URL类型的Base64编码格式的Encoder对象。相反的解码方法是getUrlDecoder()。
• getMimeEncoder()：该方法返回一个使用MIME类型的Base64编码格式的Encoder对象。相反的解码方法是getMimeDecoder()。

更多的方法你可以查阅Java 8的官方手册。

2. 一个Base64编解码的例子

package com.shiyanlou.java8;

import java.util.Base64;
import java.util.UUID;
import java.io.UnsupportedEncodingException;

public class NewFeaturesTester {

   public static void main(String args[]){
      try {

         // 使用基本的Base64编码
         String base64encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString("Shiyanlou.com".getBytes("utf-8"));
         System.out.println("Basic base64 encoding:" + base64encodedString);

         // 解码并输出结果
         byte[] base64decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(base64encodedString);        
         System.out.println("Original content: " + new String(base64decodedBytes, "utf-8"));

         // 使用URL类型的Base64编码
         base64encodedString = Base64.getUrlEncoder().encodeToString("Shiyanlou.com".getBytes("utf-8"));
         System.out.println("URL base64 encoding:" + base64encodedString);

         // MIME类型的Base64编码
         StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

         for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            stringBuilder.append(UUID.randomUUID().toString());
         }

         byte[] mimeBytes = stringBuilder.toString().getBytes("utf-8");
         String mimeEncodedString = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(mimeBytes);
         System.out.println("MIME base64 encoding:" + mimeEncodedString);

      }catch(UnsupportedEncodingException e){
         // 捕获异常并输出
         System.out.println("Exception:" + e.getMessage());
      }
   }
}

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节选了最基础也是最重要的几个知识点来进行讲解。而诸如Nashorn引擎（JavaScript）、JavaFX、JDBC等领域则没有涉及。建议你在具有一定开发经验后再通过相关的课程来学习它们。

最全的Java 8新功能说明位于Java的官方网站，你可以通过阅读《What's New in JDK 8》来了解它们。