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《Java核心技术卷II》日期和时间API的时间线

article 2025/1/30 23:13:01

日期和时间API

Java1.0的Date类过于简单，大部分被弃用。

Java1.1引入Calendar类，但没有处理诸如闰秒之类的问题。

Java 8引入java.time.API，修正过去缺陷。

时间线

1967年，铯133原子的特性推导出了秒的精确定义。之后由原子钟网络维护官方时间。

1972年开始，偶尔需要插入闰秒来修改时间。闰秒这个痛点，计算机通过临近闰秒之前让时间变慢或快。本地时间并不精确，需要与外部事件服务同步。

Java的Date和Time的API规范要求Java使用的时间尺度为：

每天86400秒
每天正午与官方时间精确匹配
在其他时间点上，以精确定义的方法与官方时间接近匹配。

Instant 表示时间线上的某个点，原点是1970年1月1号午夜开始，每天86400秒推进，精确到纳秒。可追溯10亿年(Instant.MIN)，最大值是公元10 0000 0000年的12月31日(希望那时候还有你这个人的痕迹)。

Instant.now() 静态方法会给出当前时刻，可以用equals和compareTo方法来比较两个对象。

可以将Instant对象用作时间戳。

静态方法 Duration.between 得到两个时刻之间的时间差。

时间差可以通过 toNanos,toMillis, getSeconds(特殊关注一下) ,toMinutes,toHours,toDays获得时间长度。

精确到纳秒级

当心上溢问题，long值可以存储300年纳秒数，需要Duration短于这个时间，可以直接转纳秒数。

更长的时间差，可以用long来存储秒数，int来存储纳秒数。

检查某个算法至少比另一个算法快10倍

Duration timeElapsed2 = Duration.between(start2,end2);

boolean overTenTimesFaster = timeElapsed1.multipliedBy(10).minus(timeElapsed2).isNegative();

也可直接使用：

boolean overTenTimesFaster = timeElapsed1.toNanos()*10 < timeElapsed2.toNanos();

注释：Instant和Duration都是不可修改的类，乘法之类的操作后，返回一个新的实例。

使用Instant和Duration类对两个算法计时

package 第6章时间API.timeline;

import java.time.Duration;
import java.time.Instant;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Random;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;

/**
 * 时间线
 */
public class Timeline {

    public static void main(String[] args) {
        Instant start = Instant.now();
        runAlgorithm();
        Instant end = Instant.now();
        Duration timeElapsed = Duration.between(start, end);
        long millis = timeElapsed.toMillis();
        System.out.printf("%d 毫秒数\n", millis);

        Instant start2 = Instant.now();
        runAlgorithm2();
        Instant end2 = Instant.now();
        Duration timeElapsed2 = Duration.between(start2, end2);
        System.out.printf("%d 毫秒数\n", timeElapsed2.toMillis());
        boolean overTenTimesFaster = timeElapsed.multipliedBy(10).minus(timeElapsed2).isNegative();
        System.out.printf("第一个算法%s比第二个算法快十倍", overTenTimesFaster ? "" : "不");

    }

    public static void runAlgorithm() {
        int size = 10;
        ArrayList<Integer> list = new Random().ints().map(i -> i % 100).limit(size).boxed()
                .collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }

    public static void runAlgorithm2() {
        int size = 10;
        ArrayList<Integer> list = new Random().ints().map(i -> i % 100).limit(size).boxed()
                .collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
        while (!IntStream.range(1, list.size()).allMatch(i -> list.get(i - 1).compareTo(list.get(i)) <= 0)) {
            Collections.shuffle(list);
        }
        System.out.println(list);
    }

}