Java 8 日期和时间、PostgreSQL 日期和时间

1.1 Java 8中的日期和时间

1.1.1 背景

在Java 8之前，Java中处理日期和时间的方式有很多，包括使用java.util.Date、java.util.Calendar、java.text.SimpleDateFormat等类，但是这些类存在一些问题，比如非线程安全、API设计糟糕、不支持时区。

1.1.2 LocalDate、LocalTime、LocalDateTime

这三个类代表本地时间，不涉及时区。以LocalDateTime为例，演示如何获取实例：

java

LocalDateTime localDateTime1 = LocalDateTime.now();  // 获取当前时间
LocalDateTime localDateTime2 = LocalDateTime.of(2000, 1, 1, 0, 0, 0);  // 通过指定年月日时分秒获取时间
LocalDateTime localDateTime3 = LocalDateTime.parse("2000-01-01T12:00:00"); // 通过解析字符串获取时间

LocalTime表示时间，有三个常量：

java

System.out.println(LocalTime.MIN); // 00:00
System.out.println(LocalTime.NOON); // 12:00
System.out.println(LocalTime.MAX); // 23:59:59.999999999

这可以用于进行时间范围查询。

1.1.3 Instant

Instant表示的是时间轴上的一个点，是一个瞬间，时间轴的起点是1970-01-01 00:00:00，我们可以通过以下方法获取实例：

java

Instant instant1 = Instant.now();  // 获取当前时间点
Instant instant2 = Instant.ofEpochSecond(1);  // 通过指定晚于起点多少秒来表示时间点
Instant instant3 = Instant.ofEpochSecond(-1); // 也可以指定负数，表示早于起点多少秒，来表示时间点
Instant instant4 = Instant.ofEpochMilli(1);   // 通过指定毫秒来表示时间点
Instant instant5 = Instant.ofEpochSecond(1, 1); // 通过指定秒和纳秒来表示时间点

1s = 1000ms，1s = 1,000,000,000ns
1秒 = 1000毫秒，1秒 = 十亿纳秒

1.1.4 ZoneId、ZoneOffset

ZoneId表示时区，我们可以通过如下方式来找出所有的时区：

java

Set<String> availableZoneIds = ZoneId.getAvailableZoneIds();
availableZoneIds.forEach(System.out::println);

txt

Asia/Aden
America/Cuiaba
Etc/GMT+9
Etc/GMT+8
Africa/Nairobi
America/Marigot
Asia/Aqtau
... 共603个，省略

有了上面的基础，我们就可以使用如下方法来创建实例：

java

ZoneId zoneId = ZoneId.of("Asia/Shanghai");  // 北京时间

ZoneOffset用于创建相对于UTC/格林威治时间的偏移量，比时区精度更高。我们可以使用以下的方法创建实例：

java

ZoneOffset zoneOffset1 = ZoneOffset.of("+2");  // +02:00
ZoneOffset zoneOffset2 = ZoneOffset.ofHours(1);  // +01:00
ZoneOffset zoneOffset3 = ZoneOffset.ofHoursMinutes(-1, -10); // -01:10 注意：符号需相同
ZoneOffset zoneOffset4 = ZoneOffset.ofHoursMinutesSeconds(3, 0, 30);  // +03:00:30
ZoneOffset zoneOffset5 = ZoneOffset.ofTotalSeconds(-1);  // -00:00:01

1.1.5 ZonedDateTime、OffsetDateTime

ZonedDateTime表示某个时区的时间，与之对应的是ZoneId。我们可以通过如下方式获取某个时间点在某个时区的表示：

java

ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.ofInstant(
  Instant.ofEpochSecond(1), 
  ZoneId.of("Asia/Shanghai")
);

如果我们直接输出该时间，结果为：

txt

1970-01-01T08:00:01+08:00[Asia/Shanghai]

Instant.ofEpochSecond(1)在时间轴上指定的时间是1970-01-01T00:00:01，注意，这是UTC时间。但是，我们指定的时区是Asia/Shanghai，该时区相对于UTC时间早了8小时，所以显示的是1970-01-01T08:00:01。

OffsetDateTime表示相对于UTC时间的偏移时间，与之对应的是ZoneOffset，我们可以通过如下方式获取实例：

java

OffsetDateTime offsetDateTime = OffsetDateTime.ofInstant(
                Instant.ofEpochSecond(1),
                ZoneOffset.ofHoursMinutesSeconds(1,1,1)
        );

结果如下：

txt

1970-01-01T01:01:02+01:01:01

解释和ZonedDateTime类似，只是OffsetDateTime想比于ZonedDateTime可以更精细地控制偏移量。

1.1.6 Period、Duration、ChronoUnit

Period和Duration都是表示时间段，但两者表示的时间段尺度不同：

Period：基于年月日表示时间段；
Duration：基于秒和纳秒表示时间段；

java

Period period = Period.of(1, 1, 1);  // 1年1个月1天
Duration duration = Duration.ofSeconds(1, 1);  // 1秒1纳秒

Period和Duration可以用来衡量两个日期之间的时间差：

java

Period period1 = Period.between(
        LocalDate.of(2000, 1, 1),
        LocalDate.of(2010, 12, 10)
);
System.out.println(period1); // P10Y11M9D

Duration duration1 = Duration.between(
        LocalDateTime.of(2000, 1, 1, 1, 1, 1),
        LocalDateTime.of(2001, 1, 2, 1, 12, 16)
);
System.out.println(duration2);  // PT8808H11M15S

我们也可以使用ChronoUnit来度量时间差：

java

long days = ChronoUnit.DAYS.between(
        LocalDateTime.of(2000, 1, 1, 1, 1, 1),
        LocalDateTime.of(2001, 1, 2, 1, 12, 16)
);
System.out.println(days);  // 367

1.1.7 DateTimeFormatter

DateTimeFormatter用于格式化输出日期时间，例如：

java

DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2000, 1, 1, 12, 13, 27);
System.out.println(localDateTime);  // 直接输出：2000-01-01T12:13:27
System.out.println(localDateTime.format(dateTimeFormatter)); // 格式化输出：2000-01-01 12:13:27

DateTimeFormatter也可以用于从字符串中解析时间：

java

DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日");
LocalDate localDate = LocalDate.parse("2000年12月11日",dateTimeFormatter);

1.2 PostgreSQL中的日期和时间

1.2.1 Date/Time类型

在PostgreSQL中，支持如下Date/Time类型：

类型	描述
timestamp [ (p) ] [ without time zone ]	不带时区的日期时间类型
timestamp [ (p) ] with time zone	带时区的日期时间类型
date	日期类型（没有时间）
time [ (p) ] [ without time zone ]	不带时区的时间类型（没有日期）
time [ (p) ] with time zone	带时区的时间类型（没有日期）
interval [ fields ] [ (p) ]	时间间隔

注意

timestamp 是timestamp without time zone的简写

timestamptz 是 timestamp with time zone的简写

time 是 time without time zone的简写

在 PostgreSQL 中，time、timestamp 和 interval 数据类型可以接受一个可选的精度值 p，该值指定在秒字段中保留的小数位数。默认情况下，精度没有明确的限制。允许的 p 值范围是从 0 到 6。

由于interval用处较少，后面无涉及。

1.2.2 Date/Time的输入

PostgreSQL 在输入日期和时间时，几乎可以接受任何合理的格式，包括 ISO 8601、SQL兼容格式、传统的 POSTGRES 格式等。对于某些格式，日期输入中的日、月、年的顺序是模糊的，因此 PostgreSQL 支持指定这些字段的预期顺序。设置 DateStyle 参数为 MDY 可以选择月-日-年的解释，设置为 DMY 可以选择日-月-年的解释，或者设置为 YMD 可以选择年-月-日的解释。我们可以使用如下命令显示设定的日期顺序：

sql

show DateStyle;

记住，任何日期或时间的字面量输入都需要用单引号括起来，就像文本字符串一样。例如：

sql

SELECT '1999-01-01 00:01:01'::TIMESTAMP;
SELECT '1/8/1999'::DATE;
SELECT '20:01:19'::TIME;
SELECT '20:01:19.123456'::TIME(3);

1.2.2.1 Date 输入

Date类型支持的部分输入形式如下：

例子	说明
1999-01-08	年-月-日，推荐格式
19990108	年月日
1/8/1999	在MDY模式下，表示1月8号；在DMY模式下，表示8月1号；
1/18/1999	在MDY模式下，表示1月18号；在其他模式下，错误；

1.2.2.2 Time 输入

在 PostgreSQL 中，有两种与时区相关的时间类型：time [(p)] without time zone 和 time [(p)] with time zone。time 单独使用时等同于 time without time zone。

对于这些类型，有效的输入包括一天中的时间，后面可以跟一个可选的时区。如果为 time without time zone 类型指定了时区，它将被默默地忽略。你也可以指定一个日期，但它也会被忽略，除非你使用的时区名称涉及夏令时规则，比如 America/New_York。

时间类型支持的部分输入形式如下：

例子	说明
04:05:06.123456	完整的时间类型
04:05:06	时:分:秒
04:05	时:分
040506	时分秒
04:05:06.789-8	带偏移时间（时区）的时间类型
04:05:06 PST	带时区缩写的时间类型
2003-04-12 04:05:06 America/New_York	带完整时区名称的时间类型

注意，在最后一个例子中，日期是必要的：

sql

SELECT '2023-03-15 14:30:00 America/New_York'::time with time zone;

-- 下面的语句会报错
SELECT '14:30:00 America/New_York'::time with time zone;
-- ERROR:  invalid input syntax for type time with time zone: "14:30:00 America/New_York"

因为 America/New_York 时区有夏令时规则，需要日期来确定是使用标准时间还是夏令时。指定的日期将帮助 PostgreSQL 确定正确的时区偏移量。

时区的输入形式如下：

例子	说明
PST	时区缩写
America/New_York	时区完整名称
-8:00:00	相对于UTC的时间偏移量

1.2.2.3 TimeStamp 输入

对于 PostgreSQL 中的 timestamp 类型，有效的输入格式包括日期和时间的连接，后面可以跟一个可选的时区，再后面可以跟一个可选的公元（AD）或公元前（BC）标识。以下是一些有效的 timestamp 类型输入值的例子：

仅日期和时间：
sql
```
'1999-01-08 04:05:06'
```
1
这是一个没有时区信息的 timestamp 值，表示1999年1月8日的4点5分6秒。
日期、时间和时区：
sql
```
'1999-01-08 04:05:06 -8:00'
```
1
这是一个带时区信息的 timestamp 值，表示1999年1月8日在UTC -8时区的4点5分6秒。

在这两个例子中，日期和时间部分是必须提供的，而时区和公元/公元前标识是可选的。

如果不指定时区，默认情况下，不带时区的时间戳（timestamp without time zone）会使用服务器的时区设置，而带时区的时间戳（timestamp with time zone）会存储指定的时区偏移量。

PostgreSQL 在确定字面量字符串的类型时，从不检查字符串的内容，因此会将字面量都视为“不带时区的时间戳（timestamp without time zone）”。为了确保字面量被视为“带时区的时间戳（timestamp with time zone）”，需要给它指定正确的显式类型：

sql

'2004-10-19 10:23:54+02'::TIMESTAMP WITH TIME ZONE

在被确定为“不带时区的时间戳”的字面量中，PostgreSQL 会默默忽略任何时区指示。这意味着，结果值是根据输入值中的日期/时间字段派生的，而不会根据时区进行调整。

例如：

不带时区的时间戳：
sql
```
SELECT '2004-10-19 10:23:54'::TIMESTAMP;
```
1
在这个例子中，PostgreSQL 将字符串 '2004-10-19 10:23:54' 视为不带时区的时间戳，结果值将是 2004-10-19 10:23:54，不考虑任何时区信息。
带时区的时间戳：
sql
```
SELECT '2004-10-19 10:23:54+02'::TIMESTAMP WITH TIME ZONE;
```
1
在这个例子中，PostgreSQL 将字符串 '2004-10-19 10:23:54+02' 视为带时区的时间戳，结果值将是 2004-10-19 10:23:54，并且会根据时区偏移量 +02 进行调整。

小结：

PostgreSQL 不会根据字面量字符串的内容来判断其类型。
如果需要将字面量视为带时区的时间戳，必须使用显式类型声明。
对于不带时区的时间戳，任何时区指示都会被忽略，结果值仅基于输入的日期和时间字段。

在PostgreSQL 中，带时区的时间戳总是转换为UTC时间存储。如果输入不含时间戳，那么 PostgreSQL 将会使用设置的TimeZone解析到UTC时间进行存储。我们可以使用如下命令查看TimeZone配置：

sql

show TimeZone;
-- Asia/Shanghai

sql

SELECT '2004-10-19 10:23:54+02'::TIMESTAMP WITH TIME ZONE;
-- 2004-10-19 16:23:54+08

在上面的例子中，字面量表示相对于UTC时间偏移+2小时的时间2004-10-19 10:23:54，那么转换为UTC时间就是2004-10-19 08:23:54，再将其转换为TimeZone所代表的时区时间，结果就是2004-10-19 16:23:54。

如果我们想更改结果的显示时区，可以使用AT TIME ZONE指令：

sql

SELECT '2004-10-19 10:23:54+02'::TIMESTAMP WITH TIME ZONE AT TIME ZONE 'UTC';
-- 2004-10-19 08:23:54
SELECT '2004-10-19 10:23:54+02'::TIMESTAMP WITH TIME ZONE AT TIME ZONE '-2';
-- 2004-10-19 10:23:54
SELECT '2004-10-19 10:23:54+02'::TIMESTAMP WITH TIME ZONE AT TIME ZONE '+2';
-- 2004-10-19 06:23:54

1.2.2.4 特殊值

PostgreSQL支持在日期/时间中使用特殊值表示时间，注意：这些特殊值应该使用单引号扩起来。除了 infinity 和 -infinity 之外，其他的特殊值都是符号简写，当它们被读取时会被转换为普通的日期/时间值。特别是 now 和相关的字符串，一旦被读取，就会被转换为一个特定的时间值。这意味着每次查询时，now 都会返回查询执行时的确切时间。

特殊值	可转换的日期/时间类型	说明
epoch	date, timestamp	1970-01-01 00:00:00+00
now	date, time, timestamp	当前时间
today	date, timestamp	今天零点（时间为00:00:00）
yesterday	date, timestamp	昨天零点（时间为00:00:00）
tomorrow	date, timestamp	明天零点（时间为00:00:00）
allballs	time	00:00:00.00 UTC
infinity	date, timestamp, interval	晚于所有时间
-infinity	date, timestamp, interval	早于所有时间

sql

SELECT
	'now' :: TIMESTAMP AS now,
	'epoch' :: TIMESTAMP AS epoch,
	'today' :: TIMESTAMP AS today,
	'tomorrow' :: TIMESTAMP AS tomorrow,
	'yesterday' :: TIMESTAMP AS yesterday,
	'2000-01-01 allballs' :: TIMESTAMP AS allballs,
	'infinity' :: TIMESTAMP AS infinity,
	'-infinity' :: TIMESTAMP AS "-infinity",
	'infinity' :: TIMESTAMP > now() AS "infinity-greater-than-any-time",
	'-infinity' :: TIMESTAMP < now() AS "-infinity-less-than-any-time";
-- 使用了函数now()表示当前时间

![image-20241212184021111](./assets/java 8日期和时间、PostgreSQL日期和时间/image-20241212184021111.png)

1.2.3 Date/Time的输出

PostgreSQL 允许你设置日期/时间类型的输出格式为以下四种风格之一：ISO 8601、SQL（Ingres）、传统的 POSTGRES（Unix 日期格式）或德国风格。默认是 ISO 格式。

![image-20241212185007131](./assets/java 8日期和时间、PostgreSQL日期和时间/image-20241212185007131.png)

我们可以设置DateStyle来更改输出格式，例如：

sql

SET DateStyle='Postgres,YMD';
SELECT '2004-10-19 10:23:54+02' :: TIMESTAMP WITH TIME ZONE ;
-- Tue Oct 19 16:23:54 2004 CST

注意：SET DateStyle命令有效范围只是会话session范围。

1.3 Java SE 8和 PostgreSQL中的日期时间对照

![image-20241209203633144](./assets/java 8日期和时间、PostgreSQL日期和时间/image-20241209203633144.png)

注意

不支持ZonedDateTime , Instant 和 OffsetTime / TIME WITH TIME ZONE

这解释为什么MyBatis有ZonedDateTimeTypeHandler，但是解析时仍然报错。

注意

OffsetDateTime的时区是UTC。因为数据库就是以UTC时区存储的时间。

例如，使用MyBatis查询数据库，通过日志可以看到：

![image-20241212190439048](./assets/java 8日期和时间、PostgreSQL日期和时间/image-20241212190439048.png)

参考资料

[1] https://www.baeldung.com/java-8-date-time-intro

[2] https://docs.oracle.com/javase/tutorial/datetime/index.html

[3] https://jdbc.postgresql.org/documentation/query/#using-java-8-date-and-time-classes

[4] https://www.postgresql.org/docs/current/datatype-datetime.html

Java 8 日期和时间、PostgreSQL 日期和时间 ​

1.1 Java 8中的日期和时间 ​

1.1.1 背景 ​

1.1.2 LocalDate、LocalTime、LocalDateTime ​

1.1.3 Instant ​

1.1.4 ZoneId、ZoneOffset ​

1.1.5 ZonedDateTime、OffsetDateTime ​

1.1.6 Period、Duration、ChronoUnit ​

1.1.7 DateTimeFormatter ​

1.2 PostgreSQL中的日期和时间 ​

1.2.1 Date/Time类型 ​

1.2.2 Date/Time的输入 ​

1.2.2.1 Date 输入 ​

1.2.2.2 Time 输入 ​

1.2.2.3 TimeStamp 输入 ​

1.2.2.4 特殊值 ​

1.2.3 Date/Time的输出 ​

1.3 Java SE 8和 PostgreSQL中的日期时间对照 ​

参考资料 ​

Java 8 日期和时间、PostgreSQL 日期和时间

1.1 Java 8中的日期和时间

1.1.1 背景

1.1.2 LocalDate、LocalTime、LocalDateTime

1.1.3 Instant

1.1.4 ZoneId、ZoneOffset

1.1.5 ZonedDateTime、OffsetDateTime

1.1.6 Period、Duration、ChronoUnit

1.1.7 DateTimeFormatter

1.2 PostgreSQL中的日期和时间

1.2.1 Date/Time类型

1.2.2 Date/Time的输入

1.2.2.1 Date 输入

1.2.2.2 Time 输入

1.2.2.3 TimeStamp 输入

1.2.2.4 特殊值

1.2.3 Date/Time的输出

1.3 Java SE 8和 PostgreSQL中的日期时间对照

参考资料