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Java 时间处理：轻松掌握 java.time 包

news 2025/9/1 23:18:09

前言

在 Java 开发中，日期和时间处理一直是令人头疼的问题。传统的 Date​ 和 Calendar​ 类不仅复杂，还充满了线程安全和时区处理的坑。Java 8 引入的 java.time​ 包彻底改变了这一局面，带来了现代化、直观且功能强大的日期时间 API。

本文将带你深入了解 java.time​ 包的核心功能，从基础的 LocalDate​ 和 LocalTime​ 到强大的 Duration​ 和 Period​，再到灵活的 DateTimeFormatter​，让你轻松掌握日期时间处理的最佳实践。

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一、关于java.time包

1.1 简介

java.time​ 包是 Java 8 中引入的，用于处理日期和时间的新 API。它旨在克服旧版 java.util.Date​ 和 java.util.Calendar​ 类中的一些缺点，提供更现代、更简洁、线程安全和不可变的日期和时间处理方式。该 API 基于 ISO-8601 标准，并支持更多的时区、日期/时间格式以及各种常见的时间计算需求。

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1.2 核心类和接口

  • LocalDate：表示没有时区的日期（年、月、日）。例如，2025年3月28日。
  • LocalTime：表示没有时区的时间（时、分、秒）。例如，14:30:00。
  • LocalDateTime：表示没有时区的日期和时间（年、月、日、时、分、秒）。例如，2025年3月28日 14:30:00。
  • ZonedDateTime：表示带时区的日期和时间。它不仅包含日期和时间信息，还包含时区信息（例如 UTC+08:00）。
  • Instant：表示时间戳（从1970年1月1日0时0分0秒到某一时刻的秒数或毫秒数），通常用于与 Unix 时间戳和其他基于秒的时间戳的交互。
  • Duration：表示时间段，用于表示两个时间点之间的差异，精度为秒和纳秒。
  • Period：表示日期段，用于表示两个日期之间的差异，精度为年、月和日。
  • Month：表示一个月（如 JANUARY、FEBRUARY 等），是枚举类型。
  • DayOfWeek：表示一周中的某一天（如 MONDAY、TUESDAY 等），也是枚举类型。

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java.time包目录结构

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二、核心类

2.1 LocalDate类

简介

LocalDate​ 类是 Java 8 引入的日期和时间 API（java.time 包）的一部分。它表示一个没有时间部分的日期（例如：2025-03-31），适用于处理年、月、日等信息，而不涉及时间、时区等。

LocalDate​ 代表不带时区的日期。

  • 表示不带时区的日期（年-月-日）。
  • 示例：2023-10-01​。

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LocalDate​ 使用 ISO-8601 标准来处理日期，并将日期表示为 YYYY-MM-DD​ 的格式。ISO-8601日历系统是当今世界大部分地区使用的现代民用日历系统。相当于现在的公历日历体系，其中表示闰年规则永远适用。

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方法

常用方法

  • now()​：获取当前日期。
  • of(int year, int month, int dayOfMonth)​：创建指定日期。
  • plusDays(long days)​：增加天数。
  • minusMonths(long months)​：减少月数。
  • getYear()​, getMonth()​, getDayOfMonth()​：获取日期的各个部分。
  • isLeapYear()​：判断是否为闰年。
  • isBefore(LocalDate other)​：判断当前日期是否在指定日期之前。
  • isAfter(LocalDate other)​：判断当前日期是否在指定日期之后。

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示例

import java.time.LocalDate;

public class LocalDateExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取当前日期
        LocalDate today = LocalDate.now();
        System.out.println("今天: " + today);

        // 创建指定日期
        LocalDate specificDate = LocalDate.of(2025, 3, 31);
        System.out.println("指定日期: " + specificDate);

        // 日期操作
        LocalDate tomorrow = today.plusDays(1);
        System.out.println("明天: " + tomorrow);

        LocalDate yesterday = today.minusDays(1);
        System.out.println("昨天: " + yesterday);

        // 判断是否为闰年
        boolean isLeapYear = today.isLeapYear();
        System.out.println("是否为闰年: " + isLeapYear);

        // 日期比较
        boolean isBefore = today.isBefore(specificDate);
        System.out.println("今天是否在指定日期之前? " + isBefore);
    }
}

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2.2 LocalTime类

简介

  • 表示不带时区的时间（小时:分钟:秒.纳秒）。
  • 示例：15:30:45.123​。

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方法

  • 常用方法：

    • now()​：获取当前时间。
    • of(int hour, int minute, int second)​：创建指定时间。
    • plusHours(long hours)​：增加小时数。
    • minusMinutes(long minutes)​：减少分钟数。
    • getHour()​, getMinute()​, getSecond()​：获取时间的各个部分。

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示例

import java.time.LocalTime;

public class LocalTimeExample {
    public static void main(String[] args) {
        LocalTime time = LocalTime.now();  // 获取当前时间
        System.out.println(time);  // 输出当前时间，格式如 14:30:00
  
        LocalTime specificTime = LocalTime.of(14, 30);  // 创建特定时间
        System.out.println(specificTime);  // 输出：14:30
    }
}

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2.3 LocalDateTime类

关于

简介

LocalDateTime​ 是 java.time​ 包中的一个类，用于表示没有时区信息的日期和时间。它结合了 LocalDate​ 和 LocalTime​，可以表示年份、月份、日期、小时、分钟、秒以及纳秒的信息，但不包含时区。LocalDateTime​ 是不可变的，意味着它的实例一旦创建后就不能被修改，因此它是线程安全的。

  • 表示不带时区的日期和时间（年-月-日T小时:分钟:秒.纳秒）。
  • 示例：2023-10-01T15:30:45.123​。

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主要特点
  • 无时区：LocalDateTime​ 不包含时区信息，仅表示本地日期和时间。
  • 精确到纳秒：提供纳秒级别的精度。
  • 不可变和线程安全：一旦创建，LocalDateTime​ 的值不能改变，因此是线程安全的。

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关联类对比
类名描述示例值
​LocalDate​仅日期（无时间）​2023-10-01​
​LocalTime​仅时间（无日期）​15:30:45​
​LocalDateTime​日期 + 时间（无时区）​2023-10-01T15:30:45​
​ZonedDateTime​日期时间 + 时区​2023-10-01T15:30:45+08:00[Asia/Shanghai]​
​Instant​时间戳（基于 UTC）​2023-10-01T07:30:45Z​

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时间带T

在 LocalDateTime​ 类中，时间表示格式中的 T 是 ISO 8601 标准规定的日期和时间之间的分隔符。

解释：

在 ISO 8601 格式中，日期和时间通常由字母 “T” 分隔。例如：

2025-03-28T14:30:00

在这个示例中：

  • 2025-03-28​ 是日期部分（年-月-日）
  • 14:30:00​ 是时间部分（小时:分钟:秒）

字母 T 用来清楚地标识日期部分和时间部分的分隔，避免歧义。因此，它并不代表任何特殊的含义，而仅仅是作为分隔符来表示日期和时间的结合。

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构造方法

LocalDateTime​ 类提供了多种构造方法来创建日期时间实例：

  • LocalDateTime.now()​：获取当前系统的日期和时间（根据默认时区）。
  • LocalDateTime.of(int year, int month, int dayOfMonth, int hour, int minute)​：创建指定日期和时间的 LocalDateTime​。
  • LocalDateTime.of(int year, int month, int dayOfMonth, int hour, int minute, int second)​：创建指定日期、时间和秒的 LocalDateTime​。
  • LocalDateTime.of(int year, int month, int dayOfMonth, int hour, int minute, int second, int nanoOfSecond)​：创建指定日期、时间、秒和纳秒的 LocalDateTime​。
  • LocalDateTime.parse(CharSequence text)​：通过字符串解析创建 LocalDateTime​ 对象。

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解析字符串（ISO 格式）

LocalDateTime dt = LocalDateTime.parse("2023-10-01T15:30:45");

组合 LocalDate + LocalTime

LocalDateTime dt = LocalDate.now().atTime(LocalTime.of(12, 0));

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LocalDate date1 = LocalDate.of(2023, 6, 7);
LocalTime time1 = LocalTime.of(11, 30, 0);
LocalDateTime dateTime1 = LocalDateTime.of(date1, time1);
System.out.println(dateTime1);
//2023-06-07T01:00

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old

LocalDateTime startTime, endTime;

在您的代码片段中，声明了两个 LocalDateTime 类型的变量 startTime 和 endTime，但是并没有进行初始化赋值操作，因此它们的值默认为 null。

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方法

以下是 LocalDateTime​ 类的常用方法概览：

一、获取当前日期时间
方法名描述
​now()​获取当前的日期和时间。
​now(ZoneId zone)​根据指定的时区获取当前日期和时间。
​now(Clock clock)​根据指定的时钟获取当前日期和时间。
二、创建特定日期时间
方法名描述
​of(int year, int month, int dayOfMonth, int hour, int minute, int second, int nano)​创建指定日期和时间的 LocalDateTime​ 对象。
​of(int year, int month, int dayOfMonth, int hour, int minute, int second)​创建指定日期和时间的 LocalDateTime​ 对象（毫秒和纳秒为 0）。
​of(int year, int month, int dayOfMonth, int hour, int minute)​创建指定日期和时间的 LocalDateTime​ 对象（秒、毫秒和纳秒为 0）。
​of(int year, Month month, int dayOfMonth, int hour, int minute, int second, int nano)​使用 Month​ 枚举创建指定日期和时间的 LocalDateTime​ 对象。
三、解析和格式化
方法名描述
​parse(CharSequence text, DateTimeFormatter formatter)​使用指定的格式化程序解析字符串，创建 LocalDateTime​ 对象。
​format(DateTimeFormatter formatter)​使用指定的格式化程序将 LocalDateTime​ 格式化为字符串。
四、获取日期和时间部分
方法名描述
​toLocalDate()​获取 LocalDateTime​ 对象的日期部分，返回一个 LocalDate​ 对象。
​toLocalTime()​获取 LocalDateTime​ 对象的时间部分，返回一个 LocalTime​ 对象。
​getYear()​获取年份。
​getMonthValue()​获取月份（1-12）。
​getDayOfMonth()​获取当月的日期（1-31）。
​getHour()​获取小时（0-23）。
​getMinute()​获取分钟（0-59）。
​getSecond()​获取秒（0-59）。
​getNano()​获取纳秒（0-999,999,999）。
五、日期时间的加减
方法名描述
​plusYears(long years)​增加指定的年数。
​plusMonths(long months)​增加指定的月数。
​plusWeeks(long weeks)​增加指定的周数。
​plusDays(long days)​增加指定的天数。
​plusHours(long hours)​增加指定的小时数。
​plusMinutes(long minutes)​增加指定的分钟数。
​plusSeconds(long seconds)​增加指定的秒数。
​plusNanos(long nanos)​增加指定的纳秒数。
​minusYears(long years)​减少指定的年数。
​minusMonths(long months)​减少指定的月数。
​minusWeeks(long weeks)​减少指定的周数。
​minusDays(long days)​减少指定的天数。
​minusHours(long hours)​减少指定的小时数。
​minusMinutes(long minutes)​减少指定的分钟数。
​minusSeconds(long seconds)​减少指定的秒数。
​minusNanos(long nanos)​减少指定的纳秒数。
六、比较日期时间
方法名描述
​isBefore(LocalDateTime other)​判断此日期时间是否在指定的日期时间之前。
​isAfter(LocalDateTime other)​判断此日期时间是否在指定的日期时间之后。
​isEqual(LocalDateTime other)​判断此日期时间是否等于指定的日期时间。
​compareTo(LocalDateTime other)​比较两个日期时间的大小，返回负数、零或正数。
七、时间戳转换
方法名描述
​toEpochSecond(ZoneOffset offset)​将此日期时间转换为从 1970-01-01T00:00:00Z 开始的秒数。
​ofEpochSecond(long epochSecond, int nano, ZoneOffset offset)​从秒数和纳秒数创建 LocalDateTime​ 对象。
八、其他方法
方法名描述
​with(TemporalAdjuster adjuster)​使用指定的调整器调整日期时间。
​withYear(int year)​设置年份。
​withMonth(int month)​设置月份。
​withDayOfMonth(int dayOfMonth)​设置当月的日期。
​withHour(int hour)​设置小时。
​withMinute(int minute)​设置分钟。
​withSecond(int second)​设置秒。
​withNano(int nano)​设置纳秒。
​atZone(ZoneId zone)​将此日期时间转换为指定时区的 ZonedDateTime​ 对象。
​toLocalDate()​获取日期部分。
​toLocalTime()​获取时间部分。

这些方法提供了丰富的功能来处理日期和时间，包括获取当前日期时间、创建特定日期时间、解析和格式化、日期时间的加减、比较日期时间以及与时间戳的转换等。通过使用这些方法，可以更方便、更准确地处理日期时间相关的操作。

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示例

import java.time.LocalDateTime;

public class LocalDateTimeExample {
    public static void main(String[] args) {
        LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();  // 获取当前日期和时间
        System.out.println(dateTime);  // 输出：2025-03-28T14:30:00.123
  
        LocalDateTime specificDateTime = LocalDateTime.of(2025, 3, 28, 14, 30);  // 创建特定日期和时间
        System.out.println(specificDateTime);  // 输出：2025-03-28T14:30
    }
}

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2.4 DateTimeFormatter

关于

简介

Java 的 DateTimeFormatter​ 类是 java.time.format​ 包中用于格式化和解析日期时间对象的核心工具，专为 java.time​（Java 8+ 引入的日期时间 API）设计。它替代了旧的 SimpleDateFormat​，具备线程安全和更清晰的API设计，支持 ISO-8601 标准及自定义模式。

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功能
  1. 格式化（Formatting）
    将 LocalDate​、LocalDateTime​、ZonedDateTime​ 等对象转换为字符串。
  2. 解析（Parsing）
    将字符串解析为日期时间对象。
  3. ISO-8601 兼容
    直接支持 ISO 格式的日期时间表示。
  4. 自定义模式
    通过模式字符串定义灵活的日期时间格式。

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方法

方法说明示例
​ofPattern(String pattern)​创建自定义格式​DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")​
​format(TemporalAccessor temporal)​格式化日期时间对象​localDateTime.format(formatter)​
​parse(CharSequence text)​解析字符串为日期时间对象​LocalDate.parse("2023-10-05", formatter)​
​withZone(ZoneId zone)​指定时区​formatter.withZone(ZoneId.of("Asia/Shanghai"))​

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DateTimeFormatter​ 预定义了 ISO 标准的格式化常量，例如：

  • ISO_LOCAL_DATE: yyyy-MM-dd​（如 2023-10-05​）
  • ISO_LOCAL_TIME: HH:mm:ss.SSS​（如 15:30:45.123​）
  • ISO_DATE_TIME: yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss.SSSZ​（如 2023-10-05T15:30:45.123+08:00​）

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常见模式符号：

通过模式字符串定义格式：

符号含义示例
​yyyy​4位年份​2023​
​MM​2位月份​10​
​dd​2位日期​05​
​HH​24小时制小时​15​
​mm​分钟​30​
​ss​秒​45​
​SSS​毫秒​123​
​Z​时区偏移​+0800​

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示例

import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
  
        // 定义格式模板
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

        // 格式化 LocalDateTime → String
        String formattedDate = now.format(formatter);
        System.out.println(formattedDate);

        // 解析 String → LocalDateTime
        DateTimeFormatter formatter1 = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm");
        LocalDateTime parsedDate = LocalDateTime.parse("2024-10-01 15:30", formatter1);
        System.out.println(parsedDate);
    }
}

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2.5 Duration类（时间间隔）

关于

简介

Java 的 ​Duration​​ 类是 java.time​ 包中用于表示基于时间的量（如小时、分钟、秒、纳秒）的不可变类，专为处理时间间隔设计。它与 Period​ 类（处理基于日期的量，如年、月、日）互补，适用于需要精确时间计算的场景。

  • 表示两个时间点之间的时间间隔，单位为秒和纳秒。
  • 示例：计算两个 LocalTime​ 或 LocalDateTime​ 之间的时间差。

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核心特性
  • 时间单位：支持秒、纳秒，自动转换为标准单位（如 1 小时 = 3600 秒​）。
  • 不可变与线程安全：所有操作返回新对象，适合多线程环境。
  • ISO-8601 兼容：默认遵循 PnYnMnDTnHnMnS​ 格式（如 PT8H30M​ 表示 8 小时 30 分钟）。
  • 精确计算：处理纳秒级精度的时间间隔。

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方法

方法说明示例
​ofDays(long)​ / ofHours(long)​创建指定天、小时的 Duration​Duration.ofHours(2)​ → PT2H​
​ofMinutes(long)​ / ofSeconds(long)​创建分钟、秒的 Duration​Duration.ofSeconds(90)​ → PT1M30S​
​between(Temporal start, Temporal end)​计算两个时间点之间的间隔​Duration.between(startTime, endTime)​
​plus(Duration)​ / minus(Duration)​时间间隔的加减​duration.plus(Duration.ofMinutes(10))​
​toHours()​ / toMinutes()​ / toMillis()​转换为其他时间单位​duration.toMinutes()​ → 总分钟数
​parse(CharSequence)​解析 ISO-8601 格式字符串​Duration.parse("PT2H30M")​ → 2小时30分钟
​isNegative()​判断是否为负时间间隔​duration.isNegative()​

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示例

import java.time.Duration;
import java.time.LocalDateTime;

public class DurationExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建两个时间点
        LocalDateTime start = LocalDateTime.of(2025, 3, 31, 10, 0, 0);
        LocalDateTime end = LocalDateTime.of(2025, 3, 31, 12, 30, 0);

        // 计算两个时间点之间的持续时间
        Duration duration = Duration.between(start, end);

        // 输出持续时间
        System.out.println("Duration (in hours): " + duration.toHours());        // 2小时
        System.out.println("Duration (in minutes): " + duration.toMinutes());    // 150分钟
        System.out.println("Duration (in seconds): " + duration.getSeconds());   // 5400秒
    }
}

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2.6 Period类(日期间隔)

关于

简介

Java 的 ​Period​​ 类是 java.time​ 包中用于表示基于日历的日期间隔（如年、月、日）的不可变类，专为处理与日历相关的周期设计（如“2年3个月10天”）。

  • 表示两个日期之间的间隔，单位为年、月和日。
  • 示例：计算两个 LocalDate​ 之间的日期差。

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核心特性
  • 日历单位：支持年、月、日，自动处理不同月份和闰年的差异。
  • 不可变与线程安全：所有操作返回新对象，适合多线程环境。
  • ISO-8601 兼容：默认遵循 PnYnMnD​ 格式（如 P1Y2M3D​ 表示1年2个月3天）。
  • 自然日期计算：加减周期时考虑月份和年的实际天数（如 2024-02-28 + P1M = 2024-03-28​）。

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方法

常用方法

方法说明示例
​of(int years, int months, int days)​创建指定年、月、日的 Period​Period.of(1, 2, 3)​ → P1Y2M3D​
​between(LocalDate start, LocalDate end)​计算两个日期之间的间隔​Period.between(startDate, endDate)​
​plus(Period)​ / minus(Period)​周期的加减​period.plus(Period.ofMonths(1))​
​getYears()​ / getMonths()​ / getDays()​获取年、月、日的数值​period.getMonths()​ → 2
​parse(CharSequence)​解析 ISO-8601 格式字符串​Period.parse("P3Y6M")​ → 3年6个月
​isNegative()​判断是否为负周期​period.isNegative()​

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示例

示例1—创建 Period​ 对象：
import java.time.Period;

public class PeriodExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用静态方法创建 Period 对象
        Period period1 = Period.of(1, 2, 10);  // 1年2个月10天
        Period period2 = Period.ofYears(3);    // 3年
        Period period3 = Period.ofMonths(5);   // 5个月
        Period period4 = Period.ofDays(20);    // 20天

        // 输出 Period 对象
        System.out.println("Period 1: " + period1);  // P1Y2M10D
        System.out.println("Period 2: " + period2);  // P3Y
        System.out.println("Period 3: " + period3);  // P5M
        System.out.println("Period 4: " + period4);  // P20D
    }
}

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示例2—计算两个日期之间的差异
import java.time.LocalDate;
import java.time.Period;

public class PeriodExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建两个日期
        LocalDate startDate = LocalDate.of(2020, 1, 1);
        LocalDate endDate = LocalDate.of(2023, 3, 15);

        // 计算两个日期之间的差异
        Period period = Period.between(startDate, endDate);

        // 输出差异
        System.out.println("Years: " + period.getYears());   // 3
        System.out.println("Months: " + period.getMonths()); // 2
        System.out.println("Days: " + period.getDays());     // 14
    }
}

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三、总结

java.time​的诞生不仅是Java对开发者痛点的回应，更是面向未来时间处理的标杆。其不可变性、线程安全与ISO标准兼容性，使其成为高可靠系统的基石。无论是替换陈旧的Date​，还是应对全球化业务的时区挑战，java.time​都以优雅的设计降低认知成本。作为开发者，掌握这一工具不仅提升代码质量，更能在分布式系统、微服务架构中规避潜在风险。拥抱java.time​，让时间处理从“痛点”变为“亮点”，在复杂业务中真正实现时间自由。

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http://www.dtcms.com/a/103309.html

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