1. 학습 목표

• 자바의 날짜, 시간과 관련된 History(역사에) 대해서 알아본다.
• Java 8버전에서 추가된 LocalDateTime 의 기본 API 사용법을 알아본다.
• 기간을 표현하는 Duration, Period알아본다.
• 날짜를 변경하고, Parsing, Formatting에 대해서 알아본다.
• ZoneId (다양한 시간대)를 알아본다.

2. 자바 1.0 Date 클래스

자바 1.0 에서는 java.util.Date 클래스 하나로 날짜와 시간관련 기능을 제공했다. 날짜를 의미하는 Date라는 클래스의 이름과 달리 Date클래스의 이름과 달리 Date클래스는 특정 시점을 날짜가 아닌 밀리초 단위로 표현한다. 게다가 1900년을 기준으로 하는 오프셋, 0에서 시작하는 달 인덱스 등 모호한 설계로 유용성이 떨어졌다.

다음은 2017년 9월 21일을 가르키는 Date 인스턴스를 만드는 코드다.

Date date = new Date(117, 8, 21);

// 출력 결과
// Thu Sep 21 00:00:00 KST 2017

결과가 직관적이지 않다. 또한 Date클래스의 toString으로 반환되는 문자열을 추가로 활용하기도 어렵다. 그렇다고 Date클래스가 자체적으로 시간대 정보를 알고 있는 것도 아니다.

3. 자바 1.1 Calendar 클래스

결과적으로 자바 1.1에서는 Date클래스의 여러 메서드를 deprecate시키고, java.util.Calendar라는 클래스를 대안으로 제공했다. 안타깝게도 Calendar 클래스 역시 쉽게 에러를 일으키는 설꼐 문제를 갖고 있다. Calendar에서는 1900년도에서 시작하는 오프셋은 없앴지만 여전히 달의 인덱스는 0부터 시작했다. 더 안타까운점은 Date와 Calendar 두 가지 클래스가 등장하면서 개발자들에게 혼란이 가중된 것이다. 게다가 DateFormat 같은 일부 기능은 Date 클래스에서만 작동했다.

DateFormat도 문제가 있다. 스레드에 안전하지 않다. 즉, 두 스레드가 동시에 하나의 포매터로 날짜를 파싱할 때 예기치 못한 결과가 일어날 수 있다.

마지막으로 Date, Calendar 모두 가변 클래스다. 가변 클래스라는 설계 때문에 유지보수가 아주 어려워진다.

4. 자바 1.8 새로운 날짜 시간 등장!

부실한 날짜와 시간 라이브러리 때문에 많은 개발자는 joda-time 같은 서드파티 날짜와 시간 라이브러리를 사용했다. 오라클은 좀 더 훌륭한 날짜와 시간 API를 제공하기로 정했다. 결국 자바 8에서는 Joda-Time의 많은 기능을 java.time 패키지로 추가했다.

5. LocalDate와 LocalTime 사용

• LocalDate 인스턴스는 시간을 제외한 날짜를 표현하는 불변객체이다.
• 정적팩토리 메서드로 of로 LocalDate 인스턴스를 만들 수 있다.

// 정적팩토리 메서드 of로 인스턴스를 만든다.
LocalDate date = LocalDate.of(2017, 9, 21); // 2017-09-21


// 각 항목들을 가져올 수 있다. 
int year = date.getYear(); //2017
Month month = date.getMonth(); // SEPTEMBER
int dayOfMonth = date.getDayOfMonth();// 21

DayOfWeek dayOfWeek = date.getDayOfWeek(); //THURSDAY
int len = date.lengthOfMonth(); // 30 (9월의 일 수)
boolean leapYear = date.isLeapYear(); // false (윤년 이냐?)

// 현재 날짜를 얻는다.
LocalDate today = LocalDate.now(); 

다른 방법으로 정보를 얻을 수 있다. get메서드에 TemporalField를 전달해서 정보를 얻는 방법도 있다.

TemporalField 시간 관련 객체에서 어떤 필드의 값에 접근할지 정의하는 인터페이스이다. enum 타입인 ChronoField는 TemporalField 인터페이스를 정의하므로 다음 코드에서 보여주는 것처럼 ChronoField 요소를 이용해서 원하는 정보를 얻을 수 있다.

int year = date.get(ChronoField.YEAR);
int month = date.get(ChronoField.MONTH_OF_YEAR);
int day = date.get(ChronoField.DAY_OF_MONTH);

다음처럼 내장 메서드를 통해서 가독성을 높일 수 있다.

int year = date.getYear();
int month = date.getMonthValue();
int dayOfMonth = date.getDayOfMonth();

마찬가지로 LocalTime을 통해서 14:23:30와 같은 시간을 표현할 수 있다. 정적 메서드 of로 LocalTime인스턴스를 만들 수 있다.!

LocalTime time = LocalTime.of(14,23,30);
int hour = time.getHour();
int minute = time.getMinute();
int second = time.getSecond();

날짜와 시간 문자열로 LocalDate와 LocalTime 인스턴스를 만드는 방법도 있다. parse정적 메서드를 사용할 수 있다.

LocalDate date = LocalDate.parse("2017-09-21");
LocalTime time = LocalTime.parse("14:23:30");

parse 메서드에서 DateTimeFormatter를 전달할 수 있다. DateTimeFormatter는 java.util.DateFormat 클래스를 대체하는 클래스다. 문자열을 LocalDate나 LocalTime으로 파싱할 수 없을 때 parse 메서드는 DateTimeParseException 을 일으킨다.

6. LocalDateTime 사용

LocalDateTime은 LocalDate와 LocalTime을 쌍으로 갖는 복합클래스다. 날짜와 시간 모두 표현할 수 있고, 다음처럼 직접 LocalDateTime를 만드는 방법도 있고 날짜와 시간을 조합하는 방법도 있다.

LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.of(2019, Month.SEPTEMBER,21, 13, 45, 20);
LocalDateTime dt2 = LocalDateTime.of(2019, 9 ,21, 13, 45, 20);
LocalDateTime dt3 = LocalDateTime.of(date, time);
LocalDateTime dt4 = date.atTime(13,45,20);
LocalDateTime dt5 = date.atTime(time);
LocalDateTime dt6 = time.atDate(date);

LocalDate의 atTime메서드에 시간을 제공하거나, LocalTime에 atDate 메서드에 날짜를 제공해서 LocalDateTime를 만드는 방법도 있다.

LocalDateTime의 toLocalDate()나 toLocalTime()메서드로 LocalDate나 LocalTime인스턴스를 추출할 수 있다.

LocalDate date1 = dt1.toLocalDate(); // 2017-09-21
LocalTime time1 = dt1.toLocalTime(); // 13:45:20

7. Instant 클래스: 기계의 날짜와 시간

사람은 보통 주, 날짜, 시간으로 날짜와 시간을 계산한다. 하지만 기계에서는 이와 같은 단위로 시간을 표현하기가 어렵다. 기계의 관점에서 연속된 시간에서 특정 지점을 하나의 큰 수로 표현하는 것이 가장 자연스러운 시간 표현 방법이다. 새로운 java.time.Instant 클래스에서는 이와 같은 기계적인 관점에서 시간을 표현한다. 즉, Instant 클래스는 유닉스 에포크 시간 을 기준으로 특정 지점까지의 시간을 초로 표현한다.

※에포크 시간(Unix Epoch time) : 1970년 1월 1일 0시 0분 0초 UTC)를 기준

팩토리 메서드 ofEpochSecond에 초를 넘겨줘서 Instant 클래스 인스턴스를 만들 수 있다. Instant 클래스는 나노초(10억분의 1초) 정밀도를 제공한다. 또한 오버로드된 ofEpochSecond메서드 버전에서는 두번째 인수를 이용해서 나노초 단위로 시간을 보정할 수 있다. 두번째 인수에서는 0에서 999,999,999 사이의 값을 지정할 수 있다.

Instant.ofEpochSecond(3);
Instant.ofEpochSecond(3, 0);
Instant.ofEpochSecond(2, 1_000_000_000); // 2초 이후의 1억나노초(1초)
Instant.ofEpochSecond(4, -1_000_000_000); // 4초 이전의 1억 나노초(1초)

Instant 클래스도 사람이 확인할 수 있도록 시간을 표시해주는 정적 팩토리 메서드 now를 제공한다. 하지만 Instant는 기계전용의 유틸리티라는 점을 기억하자. 즉, Instant 는 초와 나노초 정보를 포함한다. 따라서 Instant 는 사람이 읽을 수 있는 시간 정보를 제공하지 않는다.

int day = Instant.now().get(ChronoField.DAY_OF_MONTH);

다음과 같은 예외를 일으킨다.

java.time.temporal.UnsupportedTemporalTypeException: Unsupported field: DayOfMonth

Instant에서는 Duration과 Period 클래스를 함께 활용할 수 있다.

8. Duration과 Period 정의

지금까지 살펴본 모든 클래스는 Temporal 인터페이스를 구현하는데, Temporal 인터페이스는 특정 시간을 모델링하는 객체의 값을 어떻게 읽고 조작할지 정의한다. 지금까지 다양한 Temporal 인스턴스를 만드는 방법을 살펴봤다.

이번에는 두 시간 객체 사이의 지속시간 duration을 만들어볼 차례다. Duration 클래스의 정적 팩토리 메서드는 between으로 두 시간 객체 사이의 지속시간을 만들 수 있다.

Duration duration1 = Duration.between(time1, time2);
Duration duration2 = Duration.between(dateTime1, dateTime2);
Duration duration3 = Duration.between(instant1, instant2);

LocalDateTime은 사람이 사용하도록, Instant는 기계가 사용하도록 만들어진 클래스로 두 인스턴스는 서로 혼합할 수 없다.

또한, Duration 클래스는 초와 나노초로 시간 단위를 표현하므로 between메서드에 LocalDate를 전달할수 없다.

년,월,일 로 시간을 표현할때는 Period 클래스를 사용한다. 즉, Period 클래스의 팩토리 메서드 between을 이용하면 두 LocalDate의 차이를 확인할 수 있다.

Period tenDays = Period.between(LocalDate.of(2017,9,11),
                                LocalDate.of(2017,9,21));

마지막으로 Duration과 Period 클래스는 자신의 인스턴스를 만들 수 있도록 다양한 팩토리 메서드를 제공한다.

Duration threeMinutes = Duration.ofMinutes(3);
Duration threeMinutes = Duration.of(3, ChronoUnit.MINUTES);

Period tenDays = Period.ofDays(10);
Period threeWeeks = Period.ofWeeks(3);
Period twoYearsSixMonthsOneDay = Period.of(2,6,1);

지금까지 살펴본 모든 클래스는 불변이다. 불변 클래스는 함수형 프로그래밍 그리고 스레드 안전성과 도메인 모델의 일관성을 유지하는 데 좋은 특징이다. 하지만 새로운 날짜와 시간 API에서는 변경된 객체 버전을 만들 수 있는 메서드를 제공한다.

9. 날짜 조정, 파싱, 포매팅

withAttribute 메서드로 기존의 LocalDate를 바꾼 버전을 직접 간단하게 만들 수 있다. 다음 코드에서는 바뀐 속성을 포함하는 새로운 객체를 반환하는 메서드를 보여준다.

// 절대적인 방식으로 LocalDate의 속성을 바꾸기
LocalDate date1 = LocalDate.of(2017,9,21); // 2017-09-21
LocalDate date2 = date1.withYear(2011); // 2011-09-21
LocalDate date3 = date2.withDayOfMonth(25); // 2011-09-25
LocalDate date4 = date3.with(ChronoField.MONTH_OF_YEAR, 2); // 2011-02-25

// 상대적인 방식으로 LocalDate 속성 바꾸기
LocalDate date1 = LocalDate.of(2017,9,21); // 2017-09-21
LocalDate date2 = date1.plusWeeks(1); // 2017-09-28
LocalDate date3 = date2.minusYears(6); // 2011-09-28
LocalDate date4 = date3.plus(6, ChronoUnit.MONTHS); // 2012-03-28

10. TemporalAdjusters 사용하기

지금까지 살펴본 날짜 조정 기능은 비교적 간단한 편에 속한다. 때로는 다음주 일요일, 돌아오는 평일, 어떤달의 마지막날 등 좀 더 복잡한 날짜 조정 기능이 필요할 것이다. 이때는 오버로드된 버전의 with메서드에 좀 더 다양한 동작을 수행할 수 있도록 하는 기능을 제공하는 TemporalAdjuster를 전달하는 방법으로 문제를 해결할 수 있다.

LocalDate date1 = LocalDate.of(2014,3,18); // 2014-03-18
LocalDate date2 = date1.with(nextOrSame(DayOfWeek.SUNDAY)); // 2014-03-23
LocalDate date3 = date2.with(lasyDayOfMonth()); // 2014-030-31

TemporalAdjuster API

TemporalAdjester를 이용하면 좀 더 복잡한 날짜 조정 기능을 직관적으로 해결할 수 있다. 그뿐만 아니라 필요한 기능이 정의되어 있지 않을때는 비교적 쉽게 커스텀 TemporalAdjuster 구현을 만들 수 있다. 실제로 TemporalAdjuster 인터페이스는 다음처럼 하나의 메서드만 정의한다. TemporalAdjuster 인터페이스 구현은 Temporal 객체를 다른 Temporal객체로 변환할지 정의한다. 결국 TemporalAdjuster 인터페이스를 UnaryOperator과 같은 형식으로 간주할 수 있다.

@FunctionalInterface
public interface TemporalAdjuster {
    Temporal adjustInto(Temporal temporal);
}

unaryOperator는 단항연산자로, 수학에서 나온개념인데, 자기자신을 파라미터로 받고, 자기 자신을 리턴하는 경우를 의미한다.

10.1. 커스텀 TemporalAdjusters 구현하기

TemporalAdjusters 인터페이스를 구현하는 NextWorkingDay 클래스를 구현한다. 이 클래스는 날짜를 하루씩 다음날로 바꾸는데, 토요일 일요일은 건너뛴다.

date = date.with(new NextWorkingDay());

다음과 같이 구현할 수 있다.

public class NextWorkingDay implements TemporalAdjuster {
    @Override
    public Temporal adjustInto(Temporal temporal) {
        DayOfWeek dayOfWeek = DayOfWeek.of(temporal.get(ChronoField.DAY_OF_WEEK));
        int dayToAdd = 1;
        if (dayOfWeek == DayOfWeek.FRIDAY) {
            dayToAdd = 3;
        } else if (dayOfWeek == DayOfWeek.SATURDAY) {
            dayToAdd = 2;
        }
        return temporal.plus(dayToAdd, ChronoUnit.DAYS);
    }
}

11. 날짜와 시간 객체 출력과 파싱

날짜와 시간 관련 작업에서 Formatting과 Parsing은 서로 떨어질수 없는 관계다. 심지어 포매팅과 파싱 전용 패키지인 java.time.format이 새로 추가되었다. 이 패키지에서 가장 중요한 클래스는 DateTimeFormatter다. 정적 팩토리 메서드와 상수를 이용해서 손쉽게 Formatter를 만들 수 있다. DateTimeFormatter클래스는 BASIC_ISO_DATE와 ISO_LOCAL_DATE 등 상수를 미리 정의하고 있다.

• Formatting은 객체를 (정해진 format형식) -> String으로 변환함
• Parsing은 해당 문자열(String)값을 -> 객체로 변환함

LocalDate date = LocalDate(2014, 3, 18);
String s1 = date.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE); // 20140318
String s2 = date.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE); // 2014-03-18

반대로 날짜나 시간을 표현하는 문자열을 파싱해서 날짜 객체로 다시 만들 수 있다.

LocalDate date1 = LocalDate.parse("20140318", DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);
LocalDate date2 = LocalDate.parse("2014-03-18", DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);

✅ 기존의 java.util.DateFormat 클래스와 달리 모든 DateTimeFormatter는 스레드에서 안전하게 사용할 수 있는 클래스다.

또한, 다음 예제에서 처럼 DateTimeFormatter 클래스는 특정 패턴으로 포매터를 만들 수 있는 정적 팩터리 메서드를 제공한다.

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

12. 다양한 시간대와 캘린더 활용 방법

지금까지 살펴본 모든 클래스에는 시간대와 관련한 정보가 없었다. 새로운 날짜와 시간 API의 큰 편리함중 하나는 시간대를 간단하게 처리할 수 있다는 점이다. 기존의 java.util.TimeZone을 대체할 수 있는 java.time.ZoneId 클래스가 새롭게 등장했다. 새로운 클래스를 이용하면 서머타임 (Daylight saving time (DST)) 같은 복잡한 사항이 자동으로 처리된다. 날짜와 시간 API에서 제공하는 다른 클래스와 마찬가지로 ZoneId는 불변 클래스다.

13. 시간대 사용하기

표준 시간이 같은 지역을 묶어서 시간대(time zone) 규칙 집합을 정의한다. ZoneRules 클래스에는 약 40개정도의 시간대가 있다. ZoneId의 getRulse()를 이용해서 해당 시간대의 규정을 획득할 수 있다.

ZoneId romeZone = ZoneId.of("Europe/Rome");

지역 ID는 ‘{지역}/{도시}’ 형식으로 이루어지며 IANA Time Zone datebase 에서 제공하는 지역집합 정보를 사용한다. 다음 코드에서 보여주는 것 처럼 ZoneId의 새로운 메서드인 toZoneId로 기존의 TimeZone 객체를 ZoneId 객체로 변환할 수 있다.

ZoneId zoneId = TimeZone.getDefault().toZoneId();

다음 코드에서 보여주는 것처럼 ZoneId 객체를 얻은 다음에는 LocalDate, LocalDateTime, Instant 를 이용해서 ZonedDateTime인스턴스로 변환할 수 있다. ZonedDateTime은 지정한 시간대에 상대적인 시점을 표현한다.

// 특정 시점에 시간대 적용
LocalDate date = LocalDate.of(2014, 3, 18);
ZonedDateTime zdt1 = date.atStartOfDay(romeZone);

LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.of(2014,3,18,18,13,45);
ZonedDateTime zdt2 = dateTime.atZone(romeZone);

Instant instant = Instant.now();
ZonedDateTime zdt3 = instant.atZone(romeZone);

다음 그림처럼 ZonedDateTime 컴포넌트를 보면 LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, ZoneId의 차이를 쉽게 이해할 수 있다.

ZoneId를 이용해서 LocalDateTime을 Instant로 바꾸는 방법도 있다.

Instant instant = Instant.now();
LocalDateTime timeFormInstant = LocalDateTime.ofInstant(instant, romeZone);

기존의 Date클래스를 처리하는 코드를 사용해야 하는 상황이 있을 수 있으므로 Instant로 작업하는 것이 유리하다. 폐기된 API와 새 날짜와 시간API 간의 동작에 도움이 되는 toInstant(), 정적메서드 fromInstant() 두개의 메서드가 있다.

14. 정리

• 자바의 1.0 Date, 1.1Calendar 의 잘못된 설계를 통한 history와 1.8새로운 날짜,시간 API등장
• 8버전의 새로운 날짜, 시간 API의 기본 사용방법에 대해서 알아보았다.
• Instant는 사람이 아닌, 기계의 날짜와 시간을 표현했다.
• Duration( 시간 간격), Period (날짜 간격) 을 표현했다.
• 날짜를 연산하고, 파싱, 포매팅하는 것을 알아봤다.
  • TemporalAdjuster를 사용하고, 커스터마이징 했다.
• 다양한 시간대를 직접 설정했다.

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