一篇文章！彻底弄透 Java 处理 GMT-UTC 日期时间，java 百度天气接口 api

也就是说，同一个毫秒值，根据时区/偏移量的不同可以展示多地的时间，这就证明了 Date 它的时区无关性。

确切地说：Date 对象里存的是自格林威治时间（ GMT）1970 年 1 月 1 日 0 点至 Date 所表示时刻所经过的毫秒数，是个数值。

读取字符串为 Date 类型

这是开发中极其常见的一种需求：client 请求方扔给你一个字符串如"2021-01-15 18:00:00"，然后你需要把它转为 Date 类型，怎么破？

问题来了，光秃秃的扔给我个字符串说是 15 号晚上 6 点时间，我咋知道你指的是北京的晚上 6 点，还是东京的晚上 6 点呢？还是纽约的晚上 6 点呢？

因此，对于字符串形式的日期时间，只有指定了时区才有意义。也就是说字符串 + 时区 才能精确知道它是什么时刻，否则是存在歧义的。

也许你可能会说了，自己平时开发中前端就是扔个字符串给我，然后我就给格式化为一个 Date 类型，并没有传入时区参数，运行这么久也没见出什么问题呀。如下所示：

@Testpublic void test7() throws ParseException {String patterStr = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";

// 模拟请求参数的时间字符串 String dateStrParam = "2020-01-15 18:00:00";

// 模拟服务端对此服务换转换为 Date 类型 DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(patterStr);System.out.println("格式化器用的时区是：" + dateFormat.getTimeZone().getID());Date date = dateFormat.parse(dateStrParam);System.out.println(date);}

运行程序，输出：

格式化器用的时区是：Asia/ShanghaiWed Jan 15 18:00:00 CST 2020

看起来结果没问题。事实上，这是因为默认情况下你们交互双发就达成了契约：双方均使用的是北京时间（时区），既然是相同时区，所以互通有无不会有任何问题。不信你把你接口给海外用户调试试？

对于格式化器来讲，虽然说编程过程中一般情况下我们并不需要给 DateFormat 设置时区（那就用默认时区呗）就可正常转换。但是作为高手的你必须清清楚楚，明明白白地知道这是由于交互双发默认有个相同时区的契约存在。

SimpleDateFormat 格式化

Java 中对 Date 类型的输入输出/格式化，推荐使用 DateFormat 而非用其toString()方法。

DateFormat 是一个时间格式化器抽象类，SimpleDateFormat 是其具体实现类，用于以语言环境敏感的方式格式化和解析日期。它允许格式化(日期→文本)、解析(文本→日期)和规范化。

划重点：对语言环境敏感，也就是说对环境 Locale、时区 TimeZone 都是敏感的。既然敏感，那就是可定制的

对于一个格式化器来讲，模式（模版）是其关键因素，了解一下：

日期/时间模式：格式化的模式由指定的字符串组成，未加引号的大写/小写字母（A-Z a-z）代表特定模式，用来表示模式含义，若想原样输出可以用单引号''包起来，除了英文字母其它均不解释原样输出/匹配。下面是它规定的模式字母（其它字母原样输出）：

这个表格里出现了一些“特殊”的匹配类型，做如下解释：

• Text：格式化(Date -> String)，如果模式字母的数目是 4 个或更多，则使用完整形式；否则，如果可能的话，使用简短或缩写形式。对于解析（String -> Date），这两种形式都一样，与模式字母的数量无关

@Testpublic void test9() throws ParseException {String patternStr = "G GG GGGGG E EE EEEEE a aa aaaaa";Date currDate = new Date();

System.out.println("↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓中文地区模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓");System.out.println("====================Date->String====================");DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(patternStr, Locale.CHINA);System.out.println(dateFormat.format(currDate));

System.out.println("====================String->Date====================");String dateStrParam = "公元 公元 公元 星期六 星期六 星期六 下午 下午 下午";System.out.println(dateFormat.parse(dateStrParam));

System.out.println("↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓英文地区模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓");System.out.println("====================Date->String====================");dateFormat = new SimpleDateFormat(patternStr, Locale.US);System.out.println(dateFormat.format(currDate));

System.out.println("====================String->Date====================");dateStrParam = "AD ad bC Sat SatUrday sunDay PM PM Am";System.out.println(dateFormat.parse(dateStrParam));}

运行程序，输出：

↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓中文地区模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓====================Date->String====================公元 公元 公元 星期六 星期六 星期六 下午 下午 下午====================String->Date====================Sat Jan 03 12:00:00 CST 1970↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓英文地区模式↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓====================Date->String====================AD AD AD Sat Sat Saturday PM PM PM====================String->Date====================Sun Jan 01 00:00:00 CST 1970

观察打印结果，除了符合模式规则外，还能在 String -> Date 解析时总结出两点结论：

1. 英文单词，不分区大小写。如 SatUrday sunDay 都是没问题，但是不能有拼写错误

2. 若有多个 part 表示一个意思，那么 last win。如 Sat SatUrday sunDay 最后一个生效

对于 Locale 地域参数，因为中文不存在格式、缩写方面的特性，因此这些规则只对英文地域（如 Locale.US 生效）

• Number：格式化(Date -> String)，模式字母的数量是数字的【最小】数量，较短的数字被零填充到这个数量。对于解析(String -> Date)，模式字母的数量将被忽略，除非需要分隔两个相邻的字段

• Year：对于格式化和解析，如果模式字母的数量是 4 个或更多，则使用特定于日历的长格式。否则，使用日历特定的简短或缩写形式

• Month：如果模式字母的数量是 3 个或更多，则被解释为文本；否则，它将被解释为一个数字。

• 通用时区：如果该时区有名称，如 Pacific Standard Time、PST、CST 等那就用名称，否则就用 GMT 规则的字符串，如：GMT-08:00

• RFC 822 时区：遵循 RFC 822 格式，向下兼容通用时区（名称部分除外）

• ISO 8601 时区：对于格式化，如果与 GMT 的偏移值为 0（也就是格林威治时间喽），则生成“Z”；如果模式字母的数量为 1，则忽略小时的任何分数。例如，如果模式是“X”，时区是“GMT+05:30”，则生成“+05”。在进行解析时，“Z”被解析为 UTC 时区指示符。一般时区不被接受。如果模式字母的数量是 4 个或更多，在构造 SimpleDateFormat 或应用模式时抛出 IllegalArgumentException。

• 这个规则理解起来还是比较费劲的，在开发中一般不太建议使用此种模式。若要使用请务必本地做好测试

SimpleDateFormat 的使用很简单，重点是了解其规则模式。最后关于 SimpleDateFormat 的使用再强调这两点哈：

1. SimpleDateFormat 并非线程安全类，使用时请务必注意并发安全问题

2. 若使用 SimpleDateFormat 去格式化成非本地区域（默认 Locale）的话，那就必须在构造的时候就指定好，如 Locale.US

3. 对于 Date 类型的任何格式化、解析请统一使用 SimpleDateFormat

JSR 310 类型

曾经有个人做了个很有意思的投票，统计对 Java API 的不满意程度。最终 Java Date/Calendar API 斩获第二烂（第一烂是 Java XML/DOM），体现出它烂的点较多，这里给你例举几项：

1. 定义并不一致，在 java.util 和 java.sql 包中竟然都有 Date 类，而且呢对它进行格式化/解析类竟然又跑到 java.text 去了，精神分裂啊

2. java.util.Date 等类在建模日期的设计上行为不一致，缺陷明显。包括易变性、糟糕的偏移值、默认值、命名等等

3. java.util.Date 同时包含日期和时间，而其子类 java.sql.Date 却仅包含日期，这是什么神继承？

@Testpublic void test10() {long currMillis = System.currentTimeMillis();

java.util.Date date = new Date(currMillis);java.sql.Date sqlDate = new java.sql.Date(currMillis);java.sql.Time time = new Time(currMillis);java.sql.Timestamp timestamp = new Timestamp(currMillis);

System.out.println("java.util.Date：" + date);System.out.println("java.sql.Date：" + sqlDate);System.out.println("java.sql.Time：" + time);System.out.println("java.sql.Timestamp：" + timestamp);}

运行程序，输出：

java.util.Date：Sat Jan 16 21:50:36 CST 2021java.sql.Date：2021-01-16java.sql.Time：21:50:36java.sql.Timestamp：2021-01-16 21:50:36.733

• 国际化支持得并不是好，比如跨时区操作、夏令时等等

Java 自己也实在忍不了这么难用的日期时间 API 了，于是在 2014 年随着 Java 8 的发布引入了全新的 JSR 310 日期时间。JSR-310 源于精品时间库 joda-time 打造，解决了上面提到的所有问题，是整个 Java 8 最大亮点之一。

JSR 310 日期/时间 所有的 API 都在 java.time 这个包内，没有例外。

当然喽，本文重点并不在于讨论 JSR 310 日期/时间体系，而是看看 JSR 310 日期时间类型是如何处理上面 Date 类型遇到的那些 case 的。

时区/偏移量 ZoneId

在 JDK 8 之前，Java 使用java.util.TimeZone来表示时区。而在 JDK 8 里分别使用了 ZoneId 表示时区，ZoneOffset 表示 UTC 的偏移量。

值得提前强调，时区和偏移量在概念和实际作用上是有较大区别的，主要体现在：

1. UTC 偏移量仅仅记录了偏移的小时分钟而已，除此之外无任何其它信息。举个例子：+08:00 的意思是比 UTC 时间早 8 小时，没有地理/时区含义，相应的-03:30 代表的意思仅仅是比 UTC 时间晚 3 个半小时

2. 时区是特定于地区而言的，它和地理上的地区（包括规则）强绑定在一起。比如整个中国都叫东八区，纽约在西五区等等

中国没有夏令时，所有东八区对应的偏移量永远是+8；纽约有夏令时，因此它的偏移量可能是-4 也可能是-5 哦

综合来看，时区更好用。令人恼火的夏令时问题，若你使用 UTC 偏移量去表示那么就很麻烦，因为它可变：一年内的某些时期在原来基础上偏移量 +1，某些时期 -1；但若你使用 ZoneId 时区去表示就很方便喽，比如纽约是西五区，你在任何时候获取其当地时间都是能得到正确答案的，因为它内置了对夏令时规则的处理，也就是说啥时候+1 啥时候-1 时区自己门清，不需要 API 调用者关心。

UTC 偏移量更像是一种写死偏移量数值的做法，这在天朝这种没有时区规则（没有夏令时）的国家不会存在问题，东八区和 UTC+08:00 效果永远一样。但在一些夏令时国家（如美国、法国等等），就只能根据时区去获取当地时间喽。所以当你不了解当地规则时，最好是使用时区而非偏移量。

ZoneId

它代表一个时区的 ID，如 Europe/Paris。它规定了一些规则可用于将一个 Instant 时间戳转换为本地日期/时间 LocalDateTime。

上面说了时区 ZoneId 是包含有规则的，实际上描述偏移量何时以及如何变化的实际规则由java.time.zone.ZoneRules定义。ZoneId 则只是一个用于获取底层规则的 ID。之所以采用这种方法，是因为规则是由政府定义的，并且经常变化，而 ID 是稳定的。

对于 API 调用者来说只需要使用这个 ID（也就是 ZoneId）即可，而需无关心更为底层的时区规则 ZoneRules，和“政府”同步规则的事是它领域内的事就交给它喽。如：夏令时这条规则是由各国政府制定的，而且不同国家不同年一般都不一样，这个事就交由 JDK 底层的 ZoneRules 机制自行 sync，使用者无需关心。

ZoneId 在系统内是唯一的，它共包含三种类型的 ID：

1. 最简单的 ID 类型：ZoneOffset，它由'Z'和以'+'或'-'开头的 id 组成。如：Z、+18:00、-18:00

2. 另一种类型的 ID 是带有某种前缀形式的偏移样式 ID，例如'GMT+2'或'UTC+01:00'。可识别的（合法的）前缀是'UTC'， 'GMT'和'UT'

3. 第三种类型是基于区域的 ID（推荐使用）。基于区域的 ID 必须包含两个或多个字符，且不能以'UTC'、'GMT'、'UT' '+'或'-'开头。基于区域的 id 由配置定义好的，如 Europe/Paris

概念说了一大堆，下面给几个代码示例感受下吧。

1、获取系统默认的 ZoneId：

@Testpublic void test1() {// JDK 1.8 之前做法 System.out.println(TimeZone.getDefault());// JDK 1.8 之后做法 System.out.println(ZoneId.systemDefault());}

输出：Asia/Shanghaisun.util.calendar.ZoneInfo[id="Asia/Shanghai",offset=28800000,dstSavings=0,useDaylight=false,transitions=29,lastRule=null]

二者结果是一样的，都是 Asia/Shanghai。因为 ZoneId 方法底层就是依赖 TimeZone，如图：

2、指定字符串得到一个 ZoneId：

@Testpublic void test2() {System.out.println(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));// 报错：java.time.zone.ZoneRulesException: Unknown time-zone ID: Asia/xxxSystem.out.println(ZoneId.of("Asia/xxx"));}

很明显，这个字符串也是不能随便写的。那么问题来了，可写的有哪些呢？同样的 ZoneId 提供了 API 供你获取到所有可用的字符串 id，有兴趣的同学建议自行尝试：

@Testpublic void test3() {ZoneId.getAvailableZoneIds();}

3、根据偏移量得到一个 ZoneId：

@Testpublic void test4() {ZoneId zoneId = ZoneId.ofOffset("UTC", ZoneOffset.of("+8"));System.out.println(zoneId);// 必须是大写的 ZzoneId = ZoneId.ofOffset("UTC", ZoneOffset.of("Z"));System.out.println(zoneId);}

输出：UTC+08:00UTC

这里第一个参数传的前缀，可用值为："GMT", "UTC", or "UT"。当然还可以传空串，那就直接返回第二个参数 ZoneOffset。若以上都不是就报错

注意：根据偏移量得到的 ZoneId 内部并无现成时区规则可用，因此对于有夏令营的国家转换可能出问题，一般不建议这么去做。

4、从日期里面获得时区：

@Testpublic void test5() {System.out.println(ZoneId.from(ZonedDateTime.now()));System.out.println(ZoneId.from(ZoneOffset.of("+8")));

// 报错：java.time.DateTimeException: Unable to obtain ZoneId from TemporalAccessor:System.out.println(ZoneId.from(LocalDateTime.now()));System.out.println(ZoneId.from(LocalDate.now()));}

虽然方法入参是 TemporalAccessor，但是只接受带时区的类型，LocalXXX 是不行的，使用时稍加注意。

ZoneOffset

距离格林威治/UTC 的时区偏移量，例如+02:00。值得注意的是它继承自 ZoneId，所以也可当作一个 ZoneId 来使用的，当然并不建议你这么去做，请独立使用。

时区偏移量是时区与格林威治/UTC 之间的时间差。这通常是固定的小时数和分钟数。世界不同的地区有不同的时区偏移量。在 ZoneId 类中捕获关于偏移量如何随一年的地点和时间而变化的规则（主要是夏令时规则），所以继承自 ZoneId。

1、最小/最大偏移量：因为偏移量传入的是数字，这个是有限制的哦

@Testpublic void test6() {System.out.println("最小偏移量：" + ZoneOffset.MIN);System.out.println("最小偏移量：" + ZoneOffset.MAX);System.out.println("中心偏移量：" + ZoneOffset.UTC);// 超出最大范围 System.out.println(ZoneOffset.of("+20"));}

输出：最小偏移量：-18:00 最小偏移量：+18:00 中心偏移量：Z

java.time.DateTimeException: Zone offset hours not in valid range: value 20 is not in the range -18 to 18

2、通过时分秒构造偏移量（使用很方便，推荐）：

@Testpublic void test7() {System.out.println(ZoneOffset.ofHours(8));System.out.println(ZoneOffset.ofHoursMinutes(8, 8));System.out.println(ZoneOffset.ofHoursMinutesSeconds(8, 8, 8));

System.out.println(ZoneOffset.ofHours(-5));

// 指定一个精确的秒数 获取实例（有时候也很有用处）System.out.println(ZoneOffset.ofTotalSeconds(8 * 60 * 60));}

// 输出：+08:00+08:08+08:08:08-05:00+08:00

看来，偏移量是能精确到秒的哈，只不过一般来说精确到分钟已经到顶了。

设置默认时区

ZoneId 并没有提供设置默认时区的方法，但是通过文章可知 ZoneId 获取默认时区底层依赖的是TimeZone.getDefault()方法，因此设置默认时区方式完全遵照 TimeZone 的方式即可（共三种方式，还记得吗？）。

让人恼火的夏令时

因为有夏令时规则的存在，让操作日期/时间的复杂度大大增加。但还好 JDK 尽量的屏蔽了这些规则对使用者的影响。因此：推荐使用时区（ZoneId）转换日期/时间，一般情况下不建议使用偏移量 ZoneOffset 去搞，这样就不会有夏令时的烦恼啦。

JSR 310 时区相关性

java.util.Date 类型它具有时区无关性，带来的弊端就是一旦涉及到国际化时间转换等需求时，使用 Date 来处理是很不方便的。

JSR 310 解决了 Date 存在的一系列问题：对日期、时间进行了分开表示（LocalDate、LocalTime、LocalDateTime），对本地时间和带时区的时间进行了分开管理。LocalXXX 表示本地时间，也就是说是当前 JVM 所在时区的时间；ZonedXXX 表示是一个带有时区的日期时间，它们能非常方便的互相完成转换。

@Testpublic void test8() {// 本地日期/时间 System.out.println("================本地时间================");System.out.println(LocalDate.now());System.out.println(L

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ocalTime.now());System.out.println(LocalDateTime.now());

// 时区时间 System.out.println("================带时区的时间 ZonedDateTime================");System.out.println(ZonedDateTime.now()); // 使用系统时区 System.out.println(ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"))); // 自己指定时区 System.out.println(ZonedDateTime.now(Clock.systemUTC())); // 自己指定时区 System.out.println("================带时区的时间 OffsetDateTime================");System.out.println(OffsetDateTime.now()); // 使用系统时区 System.out.println(OffsetDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"))); // 自己指定时区 System.out.println(OffsetDateTime.now(Clock.systemUTC())); // 自己指定时区}

运行程序，输出：

================本地时间================2021-01-1709:18:40.7032021-01-17T09:18:40.703================带时区的时间 ZonedDateTime================2021-01-17T09:18:40.704+08:00[Asia/Shanghai]2021-01-16T20:18:40.706-05:00[America/New_York]2021-01-17T01:18:40.709Z================带时区的时间 OffsetDateTime================2021-01-17T09:18:40.710+08:002021-01-16T20:18:40.710-05:002021-01-17T01:18:40.710Z

本地时间的输出非常“干净”，可直接用于显示。带时区的时间显示了该时间代表的是哪个时区的时间，毕竟不指定时区的时间是没有任何意义的。LocalXXX 因为它具有时区无关性，因此它不能代表一个瞬间/时刻。

另外，关于 LocalDateTime、OffsetDateTime、ZonedDateTime 三者的跨时区转换问题，以及它们的详解，因为内容过多放在了下文专文阐述，保持关注。

读取字符串为 JSR 310 类型

一个独立的日期时间类型字符串如 2021-05-05T18:00-04:00 它是没有任何意义的，因为没有时区无法确定它代表那个瞬间，这是理论当然也适合 JSR 310 类型喽。

遇到一个日期时间格式字符串，要解析它一般有这两种情况：

1. 不带时区/偏移量的字符串：要么不理它说转换不了，要么就约定一个时区（一般用系统默认时区），使用 LocalDateTime 来解析

@Testpublic void test11() {String dateTimeStrParam = "2021-05-05T18:00";LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.parse(dateTimeStrParam);System.out.println("解析后：" + localDateTime);}

输出：解析后：2021-05-05T18:00

2. 带时区字/偏移量的符串：

@Testpublic void test12() {// 带偏移量 使用 OffsetDateTimeString dateTimeStrParam = "2021-05-05T18:00-04:00";OffsetDateTime offsetDateTime = OffsetDateTime.parse(dateTimeStrParam);System.out.println("带偏移量解析后：" + offsetDateTime);

// 带时区 使用 ZonedDateTimedateTimeStrParam = "2021-05-05T18:00-05:00[America/New_York]";ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.parse(dateTimeStrParam);System.out.println("带时区解析后：" + zonedDateTime);}

输出：带偏移量解析后：2021-05-05T18:00-04:00 带时区解析后：2021-05-05T18:00-04:00[America/New_York]

请注意带时区解析后这个结果：字符串参数偏移量明明是-05，为毛转换为 ZonedDateTime 后偏移量成为了-04 呢？？？

这里是我故意造了这么一个 case 引起你的重视，对此结果我做如下解释：

如图，在 2021.03.14 - 2021.11.07 期间，纽约的偏移量是-4，其余时候是-5。本例的日期是 2021-05-05 处在夏令时之中，因此偏移量是-4，这就解释了为何你显示的写了-5 最终还是成了-4。

JSR 310 格式化

针对 JSR 310 日期时间类型的格式化/解析，有个专门的类java.time.format.DateTimeFormatter用于处理。

DateTimeFormatter 也是一个不可变的类，所以是线程安全的，比 SimpleDateFormat 靠谱多了吧。另外它还内置了非常多的格式化模版实例供以使用，形如：

@Testpublic void test13() {System.out.println(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE.format(LocalDate.now()));System.out.println(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_TIME.format(LocalTime.now()));System.out.println(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME.format(LocalDateTime.now()));