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你好，我是A哥(YourBatman)。
好看的代碼，千篇一律!難看的代碼，其實(shí)沒(méi)有什么代碼是“史上最爛”的，要有也只有“史上更爛”。
日期是商業(yè)邏輯計(jì)算的一個(gè)關(guān)鍵部分，任何企業(yè)的程序都需要正確的處理日期時(shí)間問(wèn)題，否則很可能帶來(lái)事故和損失。為此本系列僅著眼于這一個(gè)點(diǎn)就寫(xiě)了好幾篇文章，目的是幫助你系統(tǒng)化的搞定所有問(wèn)題/難題。
平時(shí)我們都熱衷于吐槽同事的代碼有多爛，今天我們就來(lái)玩點(diǎn)狠的：吐槽吐槽JDK，看看它的日期時(shí)間API設(shè)計(jì)得到底有多爛。
- 說(shuō)明：本文指的日期時(shí)間API是Date/Calendar系列，而非Java 8新的API。畢竟一般我們稱后者為JSR 310日期時(shí)間，請(qǐng)注意區(qū)分哈
本文提綱
版本約定
JDK：8
正文
誠(chéng)然，Java的API絕大多數(shù)設(shè)計(jì)得都是非常優(yōu)秀且成功的，否則Java也不可能成為編程語(yǔ)言界的常青藤，并且還常年霸榜。但是，JDK也有失手的地方，存在設(shè)計(jì)得非常爛的API，先來(lái)了解下。
最爛API投票
談到對(duì)Java API不滿意程度的調(diào)研，最出名的當(dāng)屬2010年國(guó)外一個(gè)大佬Tiago Fernandez發(fā)起的一個(gè)很有意思的投票，投票結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖表如下：
對(duì)橫向標(biāo)題欄的各個(gè)單詞解釋一下，從左到右依次為：
計(jì)算最終得分的公式為：
- Score = (I can live with) + (Painful * 2) + (Crappy * 3) + (Hellish * 4)
按照此公式，計(jì)算出各API的得分，畫(huà)成直方圖直觀的展示出來(lái)：
好，排名出來(lái)了。從最爛 -> 最好的名次依次為：
- EJB 2.x，簡(jiǎn)直“遙遙領(lǐng)先”
- Date/Time/Calendar，今天的豬腳
- XML/DOM
- AWT/Swing
- ...
爛歸爛，想一想什么樣的爛API對(duì)你的產(chǎn)生影響會(huì)是最大的呢?答：很常用卻很爛的。倘若一個(gè)API設(shè)計(jì)得很爛但你很少用或者幾乎不用接觸，你也不會(huì)對(duì)它產(chǎn)生很大厭惡感。打個(gè)比方，一堆屎本身很臭，但若你并不需要走到它身旁也就聞不到，自然就不會(huì)覺(jué)得它有多礙眼了。
回到這個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)，EJB 2.x的API設(shè)計(jì)得最爛這個(gè)結(jié)果無(wú)可厚非，但站在時(shí)間維度的現(xiàn)在(2021年)回頭來(lái)看，是可以完全忽略它了，畢竟現(xiàn)在的我們絕無(wú)可能再接觸到它，再爛又有何干呢?
EJB 2.x這個(gè)老古董，相信在看文章的絕大部分同學(xué)都沒(méi)見(jiàn)過(guò)甚至沒(méi)聽(tīng)過(guò)它吧，A哥2015年入行，一上來(lái)Spring 4.x嘎嘎就是干，從未接觸過(guò)EJB。
- 說(shuō)明：這個(gè)統(tǒng)計(jì)是2010年做的，那會(huì)EJB2.x的使用量還比較大，因此上了“榜首”
XML/DOM設(shè)計(jì)得也不好，但已完全被第三庫(kù)(如dom4j)取代，后者成為了事實(shí)的標(biāo)準(zhǔn);AWT/Swing是市場(chǎng)的抉擇，你用Java開(kāi)發(fā)界面才會(huì)用到，否則不會(huì)接觸，屬于正常。
最后再看“屈居”第二名的Date/Time/Calendar日期時(shí)間API，它就不得了了。畢竟此API有個(gè)很大的特點(diǎn)：哪怕到了現(xiàn)在(2021年)依舊非常常用。所以，它設(shè)計(jì)得爛帶來(lái)的實(shí)際影響是蠻大的。
下面就來(lái)具體了解下它有哪些坑爹的設(shè)計(jì)和槽點(diǎn)，一起不吐不快。
日期時(shí)間API的七宗罪
罪狀一：Date同時(shí)表示日期和時(shí)間
java.util.Date被設(shè)計(jì)為日期 + 時(shí)間的結(jié)合體。也就是說(shuō)如果只需要日期，或者只需要單純的時(shí)間，用Date是做不到的。
- @Test
- public void test1() {
- System.out.println(new Date());
- }
- 輸出：
- Fri Jan 22 00:25:06 CST 2021
這就導(dǎo)致語(yǔ)義非常的不清晰，比如說(shuō)：
- /**
- * 是否是假期
- */
- private static boolean isHoliday(Date date){
- return ...;
- }
判斷某一天是否是假期，只和日期有關(guān)，和具體時(shí)間沒(méi)有關(guān)系。如果代碼這樣寫(xiě)語(yǔ)義只能靠注釋解釋，方法本身無(wú)法達(dá)到自描述的效果，也無(wú)法通過(guò)強(qiáng)類型去約束，因此容易出錯(cuò)。
說(shuō)明：本文所有例子不考慮時(shí)區(qū)問(wèn)題，下同
罪狀二：坑爹的年月日
- @Test
- public void test2() {
- Date date = new Date();
- System.out.println("當(dāng)前日期時(shí)間：" + date);
- System.out.println("年份：" + date.getYear());
- System.out.println("月份：" + date.getMonth());
- }
- 輸出：
- 當(dāng)前日期時(shí)間：Fri Jan 22 00:25:16 CST 2021
- 年份：121
- 月份：0
what?年份是121年，這什么鬼?月份返回0，這又是什么鬼?
無(wú)奈，看看這兩個(gè)方法的Javadoc：
尼瑪，原來(lái) 2021 - 1900 = 121是這么來(lái)的。那么問(wèn)題來(lái)了，為何是1900這個(gè)數(shù)字呢?
月份，竟然從0開(kāi)始，這是學(xué)的誰(shuí)呢?簡(jiǎn)直打破了我認(rèn)為的只有index索引值才是從0開(kāi)始的認(rèn)知啊，這種做法非常的不符合人類思維有木有。
- 索引值從0開(kāi)始就算了，畢竟那是給計(jì)算機(jī)看的無(wú)所謂，但是你這月份主要是給人看的呀
罪狀三：Date是可變的
oh my god，也就是說(shuō)我把一個(gè)Date日期時(shí)間對(duì)象傳給你，你竟然還能給我改掉，真是太沒(méi)安全感可言了。
- @Test
- public void test() {
- Date currDate = new Date();
- System.out.println("當(dāng)前日期是①：" + currDate);
- boolean holiday = isHoliday(currDate);
- System.out.println("是否是假期：" + holiday);
- System.out.println("當(dāng)前日期是②：" + currDate);
- }
- /**
- * 是否是假期
- */
- private static boolean isHoliday(Date date) {
- // 架設(shè)等于這一天才是假期，否則不是
- Date holiday = new Date(2021 - 1900, 10 - 1, 1);
- if (date.getTime() == holiday.getTime()) {
- return true;
- } else {
- // 模擬寫(xiě)代碼時(shí)不注意，使壞
- date.setTime(holiday.getTime());
- return true;
- }
- }
- 輸出：
- 當(dāng)前日期是①：Fri Jan 22 00:41:59 CST 2021
- 是否是假期：true
- 當(dāng)前日期是②：Fri Oct 01 00:00:00 CST 2021
我就像讓你幫我判斷下遮天是否是假期，然后你竟然連我的日期都給我改了?過(guò)分了啊。這是多么可怕的事，存在重大安全隱患有木有。
針對(duì)這種case，一般來(lái)說(shuō)我們函數(shù)內(nèi)部操作的參數(shù)只能是副本：要么調(diào)用者傳進(jìn)來(lái)的就是副本，要么內(nèi)部自己生成一個(gè)副本。
在本利中提高程序健壯性只需在isHoliday首行加入這句代碼即可：
- private static boolean isHoliday(Date date) {
- date = (Date) date.clone();
- ...
- }
再次運(yùn)行程序，輸出：
- 當(dāng)前日期是①：Fri Jan 22 00:44:10 CST 2021
- 是否是假期：true
- 當(dāng)前日期是②：Fri Jan 22 00:44:10 CST 2021
bingo。
但是呢，Date作為高頻使用的API，并不能要求每個(gè)程序員都有這種安全意識(shí)，畢竟即使百密也會(huì)有一疏。所以說(shuō)，把Date設(shè)計(jì)為一個(gè)可變的類是非常糟糕的設(shè)計(jì)。
罪狀四：無(wú)法理喻的java.sql.Date
來(lái)，看看java.util.Date類的繼承結(jié)構(gòu)：
它的三個(gè)子類均處于java.sql包內(nèi)。且先不談這種垮包繼承的合理性問(wèn)題，直接看下面這個(gè)使用例子：
- @Test
- public void test3() {
- // 竟然還沒(méi)有空構(gòu)造器
- // java.util.Date date = new java.sql.Date();
- java.util.Date date = new java.sql.Date(System.currentTimeMillis());
- // 按到當(dāng)前的時(shí)分秒
- System.out.println(date.getHours());
- System.out.println(date.getMinutes());
- System.out.println(date.getSeconds());
- }
運(yùn)行程序，暴雷了：
- java.lang.IllegalArgumentException
- at java.sql.Date.getHours(Date.java:187)
- at com.yourbatman.formatter.DateTester.test3(DateTester.java:65)
- ...
what?又是一打破認(rèn)知的結(jié)果啊，第一句getHours()就報(bào)錯(cuò)啦。走進(jìn)java.sql.Date的方法源碼進(jìn)去一看，握草重寫(xiě)了父類方法：
還有這么重寫(xiě)父類方法的?還有王法嗎?這也算是JDK能干出來(lái)的事?赤裸裸的違背里氏替換原則等眾多設(shè)計(jì)原則，子類能力竟然比父類小，使用起來(lái)簡(jiǎn)直讓人云里霧里。
java.util.Date的三個(gè)子類均位于java.sql包內(nèi)，他們?nèi)峭ㄟ^(guò)Javadoc描述來(lái)進(jìn)行分工的：
- java.sql.Date：只表示日期
- java.sql.Time：只表示時(shí)間
- java.sql.Timestamp：表示日期 + 時(shí)間
這么一來(lái)，似乎可以“理解”java.sql.Date為何重寫(xiě)父類的getHours()方法改為拋出IllegalArgumentException異常了，畢竟它只能表示日期嘛。但是這種通過(guò)繼承再閹割的實(shí)現(xiàn)手法你們接受得了?反正我是不能的~
罪狀五：無(wú)法處理時(shí)區(qū)
因?yàn)槿掌跁r(shí)間的特殊性，不同的國(guó)家地區(qū)在同一時(shí)刻顯示的日期時(shí)間應(yīng)該是不一樣的，但Date做不到，因?yàn)樗讓哟a是這樣的：
也就是說(shuō)它表示的是一個(gè)具體時(shí)刻(時(shí)間戳)，這個(gè)數(shù)值放在全球任何地方都是一模一樣的，也就是說(shuō)new Date()和System.currentTimeMillis()沒(méi)啥兩樣。
JDK提供了TimeZone表示時(shí)區(qū)的概念，但它在Date里并無(wú)任何體現(xiàn)，只能使用在格式化器上，這種設(shè)計(jì)著實(shí)讓我再一次看不懂了。
罪狀六：線程不安全的格式化器
關(guān)于Date的格式化，站在架構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，首先不得不吐槽的是Date明明屬于java.util包，那么它的格式化器DateFormat為毛卻跑到j(luò)ava.text里去了呢?這種依賴管理的什么鬼?是不是有點(diǎn)太過(guò)于隨意了呢?
另外，JDK提供了一個(gè)DateFormat的子類實(shí)現(xiàn)SimpleDateFormat專門(mén)用于格式化日期時(shí)間。但是它卻被設(shè)計(jì)為了線程不安全的，一個(gè)定位為模版組件的API竟然被設(shè)計(jì)為線程不安全的類，實(shí)屬瞎整。
就因?yàn)檫@個(gè)坑的存在，讓多少初中級(jí)工程師淚灑職場(chǎng)，算了說(shuō)多了都是淚。另外，因?yàn)榫€程不安全問(wèn)題并非必現(xiàn)問(wèn)題，因此在黑盒/白盒測(cè)試、功能測(cè)試階段都可能測(cè)不出來(lái)，留下潛在風(fēng)險(xiǎn)。
- 這就是“靈異事件”：測(cè)試環(huán)境測(cè)試得好好的，為何到線上就出問(wèn)題了呢?
罪狀七：Calendar難當(dāng)大任
從JDK 1.1 開(kāi)始，Java日期時(shí)間API似乎進(jìn)步了些，引入了Calendar類，并且對(duì)職責(zé)進(jìn)行了劃分：
- Calendar類：日期和時(shí)間字段之間轉(zhuǎn)換
- DateFormat類：格式化和解析字符串
- Date類：只用來(lái)承載日期和時(shí)間
有了Calendar后，原有Date中的大部分方法均標(biāo)記為廢棄，交由Calendar代替。
Date終于單純了些：只需要展示日期時(shí)間而無(wú)需再顧及年月日操作、格式化操作等等了。值得注意的是，這些方法只是被標(biāo)記為過(guò)期，并未刪除。即便如此，請(qǐng)?jiān)趯?shí)際開(kāi)發(fā)中也一定不要使用它們。
引入了一個(gè)Calendar似乎分離了職責(zé)，但Calendar難當(dāng)大任，設(shè)計(jì)上依舊存在很多問(wèn)題。
- @Test
- public void test4() {
- Calendar calendar = Calendar.getInstance(TimeZone.getDefault());
- calendar.set(2021, 10, 1); // -> 依舊是可變的
- System.out.println(calendar.get(Calendar.YEAR));
- System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH));
- System.out.println(calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));
- }
- 輸出：
- 2021
- 10
- 1
年月日的處理上似乎可以接受沒(méi)有問(wèn)題了。從結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，Calendar年份的傳值不用再減去1900了，這和Date是不一樣的，不知道這種行為不一致會(huì)不會(huì)讓有些人抓狂。
- 說(shuō)明：Calendar相關(guān)的API是由IBM捐過(guò)來(lái)的，所以和Date不一樣貌似也“情有可原”
另外，還有個(gè)重點(diǎn)是Calendar依舊是可變的，所以存在不安全因素，參與計(jì)算改變值時(shí)請(qǐng)使用其副本變量。
總的來(lái)說(shuō)，Calendar在Date的基礎(chǔ)上做了改善，但僅限于修修補(bǔ)補(bǔ)，并未從根本上解決問(wèn)題。最重要的是Calendar的API使用起來(lái)真的很不方便，而且該類在語(yǔ)義上也完全不符合日期/時(shí)間的含義，使用起來(lái)更顯尷尬。
總之，無(wú)論是Date，還是Calendar，還是格式化DateFormat都用著太方便，且存在各式各樣的安全隱患、線程安全問(wèn)題等等，這是API沒(méi)有設(shè)計(jì)好的地方。
并不孤單
日期時(shí)間API屬于基礎(chǔ)API，在各個(gè)語(yǔ)言中都是必備的。然而不僅僅是Java面臨著API設(shè)計(jì)很爛的處境，有些其它流行語(yǔ)言一樣如此，涌現(xiàn)出1個(gè)(1堆)三方庫(kù)比乙方庫(kù)設(shè)計(jì)更好的情況，比如：
- Python：日期時(shí)間處理庫(kù)Arrow
- JavaScript：日期時(shí)間處理庫(kù)Moment.js
- .Net：日期時(shí)間處理庫(kù)Joda-Time
所以說(shuō)，Java它并不孤單(自我安慰一把)
自我救贖：JSR 310
因?yàn)樵腄ate日期時(shí)間體系存在“七宗罪”，催生了第三方Java日期時(shí)間庫(kù)的誕生，如大名鼎鼎的Joda-Time的流行甚至一度成為標(biāo)配。
對(duì)于Java來(lái)說(shuō)，如此重要的API模塊豈能被第三方庫(kù)給占據(jù)，開(kāi)發(fā)者本就想簡(jiǎn)單的處理個(gè)日期時(shí)間還得導(dǎo)入第三方庫(kù)，使用也太不方便了吧。當(dāng)時(shí)的Java如日中天，因此就開(kāi)啟了“收編”Joda-Time之旅。
2013年9月份，具有劃時(shí)代意義的Java 8大版本正式發(fā)布，該版本帶來(lái)了非常多的新特性，其中最引入矚目之一便是全新的日期時(shí)間API：JSR 310。
JSR 310規(guī)范的領(lǐng)導(dǎo)者是Stephen Colebourne，此人也是Joda-Time的締造者。不客氣的說(shuō)JSR 310是在Joda-Time的基礎(chǔ)上建立的，參考了其絕大部分的API實(shí)現(xiàn)，因此若你之前是Joda-Time的重度使用者，現(xiàn)在遷移到Java 8原生的JSR 310日期時(shí)間上來(lái)幾乎無(wú)縫。
即便這樣，也并不能說(shuō)JSR 310就完全等于Joda-Time的官方版本，還是有些許詫異的，例舉如下：
- 首先當(dāng)然是包名的差別，org.joda.time -> java.time標(biāo)準(zhǔn)日期時(shí)間包
- JSR 310不接受null值，Joda-Time把Null值當(dāng)0處理
- JSR 310所有拋出的異常是DateTimeException，它是個(gè)RuntimeException，而Joda-Time都是checked exception
簡(jiǎn)單感受下JSR 310 API：
- @Test
- public void test5() {
- System.out.println(LocalDate.now(ZoneId.systemDefault()));
- System.out.println(LocalTime.now(ZoneId.systemDefault()));
- System.out.println(LocalDateTime.now(ZoneId.systemDefault()));
- System.out.println(OffsetTime.now(ZoneId.systemDefault()));
- System.out.println(OffsetDateTime.now(ZoneId.systemDefault()));
- System.out.println(ZonedDateTime.now(ZoneId.systemDefault()));
- 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()));
- }
JSR 310的所有對(duì)象都是不可變的，所以線程安全。和老的日期時(shí)間API相比，最主要的特征對(duì)比如下：
關(guān)于JSR 310日期時(shí)間更多介紹此處就不展開(kāi)了，畢竟前面文章啰嗦過(guò)好多次了?？傊荍ava的新一代日期時(shí)間API，設(shè)計(jì)得非常好，幾乎沒(méi)有缺點(diǎn)可言，可用于100%替代老的日期時(shí)間API。
如果你到現(xiàn)在2021年了還沒(méi)擁抱它，那么請(qǐng)問(wèn)你還在等啥呢?
總結(jié)
日期時(shí)間API因?yàn)檫^(guò)于常用，因此你可能都覺(jué)得它毫不起眼。坦白的說(shuō)，如果你沒(méi)有復(fù)雜的日期時(shí)間需求要處理，如涉及到時(shí)區(qū)、偏移量、跨時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換、國(guó)際化顯示等等，那么可能覺(jué)得Date也能將就。
如果你不想做個(gè)將就的人，如果你想擁有更好的日期時(shí)間編程體驗(yàn)，棄用Date，擁抱JSR 310吧。
本文思考題
看完了不一定懂，看懂了不一定會(huì)。來(lái)，文末3個(gè)思考題幫你復(fù)盤(pán)：
- 偏移量Z代表什么含義?
- ZoneId和ZoneOffset是如何建立對(duì)應(yīng)關(guān)系的?
- 若某個(gè)城市不在ZoneId列表里面，想要獲取其UTC偏移量該怎么破?
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