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Java Date and Time API

はじめに

Java Date and Times APIは、Java SE 8から標準化された日時に関する新しいAPIです。
コンピューター(UNIX系OSを中心に)では、1970年1月1日の00:00:00(UTC)を起点とする経過時間を管理し、この経過時間を年月日時分秒に変換して人間が普段使う日付・時刻を表現していました。しかし、人間が普段使う日付・時刻は、国や地域で大小さまざまに異なっています。国が違うと時差があり、また太陽暦だけでなく太陰暦を扱うこともあり、また夏時間、冬時間を持つ国・地域があり、年も西暦だけでなく元号など様々な年が存在します。

JavaのDate and Times APIでは、それまでのjava.util.Dateクラスおよびjava.util.Calendarクラスを刷新し、これらの概念を取り込んで扱うことを目的としています。

使い方メモ

ローカルタイムのみを扱う場合

時差や、サマータイム制などを考慮しなくてもいい場合は、LocalDate、LocalTime、またはLocalDateTimeを使って日付、時刻を扱うことができます。
主にOSのデフォルトロケールで扱う時刻帯における年月日時分秒を扱います。

LocalDate

時分秒は含まず日付(年月日)を表現します。誕生日とか記念日、開催日などで時分秒を問わない情報を表現するのに有用です。

生成
LocalDate today = LocalDate.now(); // プログラムを実行した日
LocalDate theDay = LocalDate.of(2016, 1, 6); // 2016年1月6日
LocalDate theOtherDay = LocalDate.of(2015, Month.DECEMBER, 25); // 2015年12月25日、月をenum型で指定

LocalDateはイミュータブルオブジェクトとして設計されています。一度インスタンスを生成したらその値を変えることができません。

年、月、日の値の取り出し
int year = today.getYear();              // 年の値の取り出し
int monthValue = today.getMonthValue();  // 月の値の取り出し
int day = today.getDayOfMonth();         // 日の値の取り出し
Month month = today.getMonth();  // enum型で月を取り出し

LocalTime

日付は含まず時分秒を表現します。秒は、ナノ秒単位まで保持可能です。

生成
LocalTime now = LocalTime.now(); // このメソッドを実行した時刻(OSのロケールで示される国・地域での時刻)
LocalTime theTime = LocalTime.of(19, 30, 21); // 時分秒を指定して生成
int hour = now.getHour(); // 時の値の取り出し
int minute = now.getMinute(); // 分の値の取り出し
int second = now.getSeocnd(); // 秒の値の取り出し
int nano = now.getNano(); // 秒以下のナノ秒単位での値を取り出し

LocalDateTime

日付と時分秒を表現します。

LocalDateTime now = LocalDateTime.now(); // このメソッドを実行した日付・時刻(OSのロケールで示される国・地域での時刻)
LocalDateTime theDateTime = LocalDateTime.of(2024, 1, 3, 19, 30, 21); // 年月日時分秒を指定して生成
LocalDate date = LocalDate.of(2024, 1, 3);
LocalTime time = LocalTime.of(19, 30, 21);
LocalDateTime datetime = LocalDateTime.of(date, time); // LocalDateとLocalTimeを渡して生成

int hour = now.getHour(); // 時の値の取り出し
int minute = now.getMinute(); // 分の値の取り出し
int second = now.getSeocnd(); // 秒の値の取り出し
int nano = now.getNano(); // 秒以下のナノ秒単位での値を取り出し

2つの日付の間の長さ

期間

年、月、日単位である時刻と別な時刻との間の長さを表すPeriodを使います。

Period period = Period.between(theOtherDay, theDay);
int days = period.getDays();
時間

ある時刻(時分秒)と、別な時刻との間の長さをChronoUnitで表現します。
長さを時間単位で表現する場合は、ChronoUnit.HOURS を使います。

LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
LocalDateTime closing = LocalDateTime.of(2016, 1, 9, 23, 59);

long hours = ChronoUnit.HOURS.between(now, closing);

各国で使用する時刻を扱う場合

時刻は、たいてい国ごと、あるいは地域ごとにそれぞれの標準時を定めています。日本であれば、日本標準時がそれにあたります。
UTC(協定世界時)と地方時との時差(オフセット)や、夏時間などの考慮が含まれるタイムゾーンを用いて地域ごとの標準時を扱います。

  • UTCからの時差のみで扱うOffsetDateTime、OffsetTimeクラス
  • タイムゾーンを扱うZonedDateTimeクラス

時差とタイムゾーン

  • 時差とタイムゾーンを扱うZoneIdクラス
  • 時差を扱うZoneOffset

タイムゾーンを扱うZoneIdクラス

tz databaseで扱う地域名/地名でタイムゾーンを表します。
日本標準時のタイムゾーンは、地域名/地名に "Asia/Tokyo"を指定してZonedDateTimeインスタンスを生成します。

var tokyo = ZoneId.of("Asia/Tokyo");
var time = ZonedDateTime.of(2023, 9, 18, 17, 45, 0, tokyo); // 年月日時分秒、ナノ秒とタイムゾーンを指定

日本時間ではサマータイムが今はないので、時差のみを扱うZoneOffsetと大きな差異はありませんが、夏時間を採用している欧米などの時刻を扱うときは、このZoneIdが必要になります。

地域名/地名の指定以外に、3文字のタイムゾーンコード(例:JST、BST、PST)を指定する方法もあります。
var tokyo = ZoneId.of("JST", ZoneId.SHORT_IDS);

時差を扱うZoneOffsetクラス

UTCからの時差のみを扱います。
var tokyo = ZoneOffset.of("+09:00");

UTCそのものを指定する、ZoneOffset.UTCもあります。

OffsetDateTimeクラス

時差を扱う日付時刻クラスです。

ZonedDateTimeクラス

生成
  • デフォルトのタイムゾーンにおける現在日時を取得します。
var current = ZonedDateTime.now();  // 例)2024-03-31T22:14:31.515069+09:00[Asia/Tokyo]

2つの日時の間の長さ

UTCとのオフセットで時刻を扱う場合

UTCとの時刻差を考慮した時刻を扱う場合に、OffsetDateTime、OffsetTimeクラスが使えます。

Instantクラス

時刻系の上の単一点を表現します。
エポック(1970-01-01T00:00:00Z)を起点とする経過秒数と、ナノ秒を保持します。UTC時刻とほぼ同じとなります。

使用例

  • 今の瞬間の Instant 生成
    Instant.now()
  • テキスト文字から Instant 生成
    Instant.parse("2023-09-17T09:00:00Z")
  • LocalDateTimeから Instant 生成
    LocalDateTimeはUTCに対するオフセット情報を持たないので、変換メソッドにゾーンオフセットを追加指定します。
    var now = LocalDateTime.now();
    var instant = now.toInstant(ZoneOffset.of("+09:00"));
    
  • エポック(1970-01-01T00:00:00Z)からの経過時間から Instant 生成
    Instant.ofEpochMilli(経過ミリ秒)
    Instant.ofEpochSecond(経過秒数)
    Instant.ofEpochSecond(経過秒数, 秒数のナノ秒部分)

文字列化

toString()メソッドで、2023-09-17T09:00:00Z のような文字列を生成します。

文字列からDate/DateTimeへ変換

DateTimeFormatterでパターンを定義し、そのパターンに基づき文字列からDate、TimeあるいはDateTimeに変換します。

LocalDate

文字列から年月日をもつLocalDateオブジェクトを生成します。
パターンは、事前定義されたもの、あるいはプログラムで任意に定義したものを適用できます。

  • java.time.format.DateTimeFormatter
事前定義された定数 書式
BASIC_ISO_DATE 20111203
ISO_LOCAL_DATE 2011-12-03
ISO_OFFSET_DATE 2011-12-03+01:00
ISO_DATE ISO_LOCAL_DATE または ISO_OFFSET_DATE
ISO_ORDINAL_DATE 2012-337
ISO_WEEK_DATE 2012-W48-6

プログラムで定義する例

var formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd");

文字列からLocalDateの生成例

var date1 = LocalDate.parse("2023-12-24", DateTimeFormatter.ISO_DATE);
var date2 = LocalDate.parse("2023/12/25", formatter);

  • 注1) 年月日が揃った定義が必要。年だけ、とかではparseが例外を出します。

LocalDateTime

文字列から年月日時分秒をもつLocalDateTimeオブジェクトを生成します。
パターンは、事前定義されたもの、あるいはプログラムで任意に定義したものを適用できます。

  • java.time.format.DateTimeFormatter
事前定義された定数 書式
ISO_LOCAL_DATE_TIME 2011-12-03T10:15:30
ISO_OFFSET_DATE_TIME 2011-12-03T10:15:30+01:00
ISO_ZONED_DATE_TIME 2011-12-03T10:15:30+01:00[Europe/Paris]
ISO_DATE_TIME
ISO_INSTANT 2011-12-03T10:15:30Z
RFC_1123_DATE_TIME Tue, 3 Jun 2008 11:05:30 GMT

プログラムで定義する例

var formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");

文字列からLocalDateTimeの生成例

var date1 = LocalDate.parse("2023-12-24T07:30:45", DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME);
var date2 = LocalDate.parse("2023/12/25 07:30:45", formatter);

  • 注1)DateTiimeFormatter.ofPatternで、パターン文字列にTを使用するときは、シングルクォートで囲う必要あります。
    "yyyy-DDD'T'HH:mm:ss.SSS"
    これは、[A-Za-z]がパターン文字として予約されているため、エスケープが必要なためです。

パターン定義のパターン文字

抜粋

記号 意味
y 2023; 23
D 年の通算日 189
M 7; 07
d 15
H 時(0-23)
m
s
S 秒の小数点以下(ミリ秒)
V タイムゾーンID America/Los_Angels; Z; +09:00
  • 年については、'y'の他に'u'の指定があります。'y'は、特定の暦(西暦、和暦、ヒジュラ暦、タイ仏暦、民国暦)における年を指し、STRICTモードでは暦の指定が必須となるようです。

APIいろいろ

列挙(enum)

月(Month)

java.time.Month

  • 次の列挙子が定義されています。
    JANUARY, FEBURARY, MARCH, APRIL, MAY, JUNE, JULY, AUGUST, SEPTEMBER, OCTOBER, NOVEMBER, DECEMBER
  • getValue()メソッドで、月を表すint値(1-12)を返却

曜日(DayOfWeek)

java.time.DayOfWeek

  • 次の列挙子が定義されています。
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
  • getValue()メソッドで、曜日を表すint値(1-7、1:月曜日、7:日曜日)

APIの実装

Instant

Instant.now

Instant.now()
  Cloclk.systemUTC()
    new SystemClock(ZoneOffset.UTC)    
    SystemClock#instant()
      SystemClock#millis()
        System.currentTimeMillis()  *1
      Instant.ofEpochMillis(*1)
        Math.floorDiv  *2
        Math.floorMod  *3
        Instant#create(*2, *3)
          new Instant(*2, *3)

LocalTime

LocalTime.now

LocalTime.now()
  Clock.systemDefaultZone()
    ZoneId.systemDefault()
      TimeZone.getDefault()
        TimeZone.getDefaultRf()
        Timezone#clone()
      TimeZone#toZoneId()
        ZoneId.of(*, ZoneId.SHORT_IDS)
    new SystemClock(*)
  LocalTime.now(*)
    Clock.system(*)
      new SystemClock(*)
    LocalTime.now(*)
      Clock#instant()
      Clock#getZone()
      getRules()
      getOffset(*)
      Math.floorMod
      ofNanoOfDay()


16日前に更新