[JAVA] 날짜와 시간

1. 날짜와 시간 라이브러리가 필요한 이유

1) 날짜와 시간 차이 계산

- 특정 날짜에서 다른 날짜까지의 정확한 일수를 계산하는건 복잡하다 (윤년, 일수 등을 고려해야 하기 때문에 단순 덧셈, 뺄셈 연산으로는 정확한 결과 얻기 함들다)

- 윤년 이외에도 일광 절양 시간 변환, 타임존 계산 등 복잡한 계산이 필요한 항목이 많다.

- 이러한 계산을 계산하기 위해 자바의 라이브러리를 통해 이를 계산할 수 있다.

2. 자바 날짜와 시간 라이브러리 역사

1) JDK 1.0 (java.util.Date)

* 문제점

- 타임존 처리 부족

- 불편한 날짜 시간 연산

- 불변 객체 부재

2) JAVA 1.1 (java.util.Calendar)

* 문제점

- 사용성 저하

- 성능 문제

- 불변 객체 부재

3) JDK 1.8 (java.time 패키지)

- 이전의 성능 문제가 크게 개선되었다.

- 변경 불가능한 불변 객체 설계로 사이드 이펙트, 스레드 안전성 보장, 보다 직관적인 API 제공으로 날짜와 시간 연산을 단순화 했다.

- LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, ZoneDateTime, Instant 등의 클래스를 포함한다.

3. 자바 날짜와 시간 라이브러리 소개

- 자바 날짜와 시간 라이브러리는 아래 표 하나로 정리할 수 있다.

- 참고 : https://docs.oracle.com/javase/tutorial/datetime/iso/overview.html

- * : 초는 나노초 초 단위의 정밀도로 캡쳐된다.

- ** : 이 클래스는 이 정보를 저장하지는 않지만, 이러한 단위로 시간을 제공하는 메서드가 있다.

- *** : zoneDateTime에 Period를 추가하면 서머타임 또는 기타 현지 시간 차이를 준수한다.

1) LocalDate, LocalTime, LocalDateTime

- LocalDate : 날짜만을 표현

- LocalTime : 시간만을 표현

- LocalDateTime : 날짜와 시간을 표현 (LocalDate + LocalTime 개념)

 

- Local이 붙는 이유는 세계 시간대를 고려하지 않아 타임존이 적용되지 않기 때문이다. (특정 지역의 날짜와 시간만을 고려)

2) ZonedDateTime, OffsetDateTime

- ZonedDateTime : 시간대를 고려한 날짜와 시간을 표현할 때 사용 (시간대를 표현하는 타임존이 포함됨)

- OffsetDateTime : 시간대를 고려한 날짜와 시간을 표현할 때 사용 (타임존이 없고, UTC로 부터 시간대 차이만 보여줌)

3) Instant

- UTC를 기준으로 하는 시간의 한 지점을 나타낸다. (1970년 1월 1일 0시 0분 0초(UTC)를 기준으로 경과한 시간으로 계산)

- Instant 내부에는 초 데이터만 들어있다.(나노초 포함)

4) Period, Duration

* 시간의 개념은 크게 2가지로 표현된다.

- 특정 시점의 시간(시각)

- 시간의 간격(기간)

- Perion, Duration은 시간의 간격을 표현하는데 사용된다.

- Period : 두 날짜 사이의 간격을 년, 월, 일 단위로 나타낸다.

- Duration : 두 시간 사이의 간격을 시, 분, 초(나노초) 단위로 나타낸다.

3. 기본 날짜와 시간 - LocalDateTime

- 모든 날짜 클래스는 불변이므로 변경이 발생하는 경우 새로운 객체를 생성해서 반환값을 꼭 받아야 한다.

1) LocalDateTime

- LocalDateTime은 LocalDate와 LocalTime을 내부에 가지고 날짜와 시간 모두 표현한다.

//LocalDateTime 클래스 구조
public class LocalDateTime {

    private final LocalDate date;
    private final LocalTime time;
    ...

}

- now() : 현재 날짜와 시간을 기준으로 생성

- of(...) : 특정 날짜와 시간을 기준으로 생성 ( 년, 월, 일 입력가능)

- 날짜와 시간을 toLocalDate(), toLocalTime() 메서드로 분리 가능

- LocalDateTime.of(localDate, localTime) 으로 합쳐서 LocalDatetime을 만들 수 있다.

- PlusXxx() : 특정 날짜 및 시간을 더한다.

- isBefore() / isAfter() : 다른 날짜시간과 비교

- isEquals() : 다른 날짜시간과 시간적으로 동일한지 비교

    - isEquals()는 단순히 비교 대상이 시간적으로 같다면 true로 반환한다 ( 객체가 다르고 타임존이 달라도 시간적으로 같으면 true 반환)

    - equals()는 객체의 타입, 타임존 등 내부의 구성요소 모두가 같아야 true를 반환

4. 타임존 - ZonedDateTime

- Asia/Seoul과 같은 타임존 안에는 일광 절영 시간제에 대한 정보와 UTC+9:00과 같은 오프셋 정보를 모두 포함하고 있다.

- 자바에서는 이 타임존을 ZoneId로 관리한다.

 - ZoneId.systemDefault() : 시스템에서 사용하는 기본 ZoneId를 반환한다.

- ZoneId.of() : 타임존을 직접 제공해서 ZoneId를 반환한다.

1) ZoneDateTime

- ZoneDateTime : LocalDateTime에 시간대 정보인 ZoneId가 합쳐진 것

//ZonedDateTime 클래스 구조
pulic class ZonedDateTime {
    private final LocalDateTime dateTime;
    private final ZoneOffset offset;
    private final ZoneId zone;
}

 

- 시간대를 고려한 날짜와 사긴을 표현할 때 사용한다. (시간대를 표현하는 타임존이 포함됨)

2) OffsetDateTime

- OffsetDateTime은 LocalDateTime에 UTC 오프셋 정보인 ZoneOffset이 합쳐진 것이다.

//OffsetDateTime 클래스 구조
public class OffsetDateTime {
    private final LocalDateTime dateTime;
    private final ZoneOffset offset;
}

- 시간대를 고려한 날짜와 시간을 표현할 때 사용되며, 타임존이 없다.

5. 기계 중심의 시간 - Instant

- 앞에 언급했지만, Instant는

- UTC를 기준으로 하는 시간의 한 지점을 나타낸다. (1970년 1월 1일 0시 0분 0초(UTC)를 기준으로 경과한 시간으로 계산)

- Instant 내부에는 초 데이터만 들어있다.(나노초 포함)

- Epoch 시간을 다루는 클래스(시간대의 영향을 받지 않는 절대적인 시간 표현 방식)

//Instant 클래스 구조
public class Instant {
    private final long second;
    private final int nonos;
    ...
}

1) Instant 특징

* 장점

- 시간대 독립성 : UTC의 특정 시간을 기준으로 하므로 전 세계 어디서나 동일한 시점을 가리키는데 유용하다.

- 고정된 기준점 : Instant는 1970년 1월 1일 UTC를 기준으로 하기 때문에 시간 계산 및 비교가 명확하고 일관된다.

 

* 단점

- 사용자 친화적이지 않음 : 기계적인 시간 처리에는 적합하지만 사람이 읽기에는 직관적이지 않다.

- 시간대 정보 부재 : 시간대 정보가 포함되어 있지 않아 변환하려면 추가적인 작업이 필요하다.

 

* 사용 예

- 전 세계적인 시간 기준 필요 시

- 시간대 변환 없이 계산 필요 시

- 데이터 저장 및 교환

- 일반적으로 날짜와 시간을 사용할 때는 localDateTime, zonedDateTime을 사용하고, Instant는 특별한 경우만 사용

 

- now() : UTC를 기준으로 현재 시간의 Instant 생성

- from() : 다른 타입의 날짜와 시간을 기준으로 Instant를 생성한다.

- OfEpochSecond() : 에포크 시간을 기준으로 Instant를 생성한다.

- plusSeconds() : 초를 더한다

- getEpochSecond() : 에포크 시간을 기준으로 흐른 초를 반환한다.

5. 기간, 시간의 간격 - Duration, Period

구분	Period	Duration
단위	년, 월, 일	시간, 분, 초, 나노초
사용대상	날짜	시간
주요 메서드	getYears(), getMonths(), getDays()	toHours(), toMinutes(), getSeconds(), getNano

 

1) Period

- 두 날짜 사이의 간격을 년, 월, 일 단위로 나타낸다.

//Period 클래스 구조
public calss Period {
    private final int years;
    private final int months;
    private final int days;
}

2) Duration

- 두 시간 사이의 간격을 시, 분, 초 단위로 나타낸다.

//Duration 클래스 구조
public class Duration {
    private final long seconds;
    private final int nonos;
}

6. 날짜와 시간 핵심 인터페이스

- 특정 시점의 시간 : Temproal(TemproalAccessor 포함) 인터페이스를 구현한다.

- 시간의 간격 : TemproalAmount 인터페이스를 구현한다.

- TemporalAccessor는 읽기 전용 접근을, Temporal은 읽기와 쓰기 모두를 지원한다.

- TemproalAmount 인터페이스는 시간의 간격을 나타내며, 날짜와 시간 객체에 적용하여 그 객체를 조정할 수 있다.

1) 시간의 단위와 필드

- 시간의 단위를 뜻하는 TemproalUnit과 시간의 각 필드를 뜻하는 TemproalField가 있다.

 

*시간의 단위 - TemproalUnit, ChoronoUnit

- TemporalUnit 인터페이스 : 날짜와 시간을 측정하는 단위를 나타낸다.

- ChronoUnit : 다양한 시간 단위를 재공한다.

 

* 시간의 필드 - TemproalField

- ChronoField는 날짜 및 시간을 나타내는 데 사용되는 열거형이다. 이 열거형은 다양한 필드를 통해 시간의 특정 부분을 나타낸다.

2) 편의 메서드 제공

- get(TemproalField field)을 사용하면 코드가 길어지는 데 이를 getXxx()를 통해 해결 가능하다.

- 자주 사용하지 않는 특별한 기능은 편의 기능을 제공하지 않는데, 이러한 경우 get(TemoriakField field)을 사용하면 된다.

7. 날짜와 시간 문자열 피싱과 포맷팅

- 포맷팅 : 날짜와 시간 데이터를 원하는 포맷의 문자열로 변경하는 것 (Date -> String)

- 파싱 : 문자열을 날짜와 시간데이터로 변경하는 것 ( String -> Date)

- LocalDate와 같은 날짜 객체를 원하는 형태의 문자로 변경하려면 DateTimeFormatter를 사용하면 된다.

- 참고 : https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/time/format/DateTimeFormatter.html

1) 문자열을 날짜와 시간으로 파싱

- 문자열을 읽어서 날짜와 시간으로 만드는 것을 파싱이라고 하는데, 이때 문자열의 어느 부분이 년, 월, 일인지 각각의 위치를 정해서 읽어야 한다.

LocalDate.parse(inputm formatter)

 

- 참고 : 김영한의 실전 자바 - 중급 1편