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12. 새로운 날짜와 시간 API

자바 API는 복잡한 어플리케이션을 만드는 데 필요한 여러가지 유횽한 컴포넌트 제공.

자바 API가 항상 완벽한 것은 아님.

대부분의 자바 개발자가 지금까지의 날짜와 시간 관련 기능에 불만족.

- 자바 8에서 지금까지의 문제를 개선하는 새로운 날짜와 시간 API 제공.

자바1.0에서는 java.util.Date 클래스 하나로 날짜와 시간 관련 기능 제공.

- 날짜를 의미하는 Date라는 클래스의 이름과 달리 Date 클래스는 특정 시점을 날짜가 아닌 밀리초 단위로 표현.

- 게다가 1900년을 기준으로 하는 오프셋, 0에서 시작하는 달 인덱스 등 모호한 설계로 유용성 저하.

- Date는 JVM 기본시간대인 CET, 즉, 중앙 유럽 시간을 사용.

- Date클래스가 자체적으로 시간대 정보를 알고 있는 것도 아님.

자바1.0의 Date클래스에 문제가 있다는 점에는 의문의 여지가 없지만 과거 버전과 호환성을 깨뜨리지 않으면서 이를 해결할 방법이 없음.

- 자바1.1에서는 Date클래스의 열 메서드를 사장(Deprecated) 시키고 java.util.Calendar라는 클래스를 대안으로 제공.

- 안타깝게도 Calendar 클래스 역시 쉽게 에러를 일으키는 설계 문제를 갖고 있음.

DateFormat에도 문제가 있었음.

- DateFormat은 스레드에 안전하지 않음. 즉, 두 스레드가 동시에 하나의 포메터로 날짜를 파싱할 때 예기치 못한 결과 발생 가능.

Date와 Calendar는 모두 가변 클래스.

부실한 날짜와 시간 라이브러리 때문에 많은 개발자는 Joda-Time같은 써드파티 날짜와 시간 라이브러리를 사용해옴.

오라클은 좀 더 훌륭한 날짜와 시간 API 제공을 결정.

- 자바8에서는 Joda-Time의 많은 기능을 java.time 패키지로 추가.

1 LocalDate, LocalTime, Instant, Duration, Period

- java.time 패키지는 LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, Instant, Duration, Period등 새로운 클래스 제공.

1.1 LocalDate와 LocalTime 사용

- 새로운 날짜와 시간 API를 사용할 때 처음 접하게 되는 것은 LocalDate.

- LocalDate 인스턴스는 시간을 제외한 날짜를 표현하는 불변 객체.

> 특히 LocalDate 객체는 어떤 시간대 정보도 포함하지 않음.

- 정적 팩토리 메서드 of로 LocalDate 인스턴스 생성 가능.

- 팩토리 메서드 now는 시스템 시계의 정보를 이용해서 현재 날짜 정보를 얻음.

- get 메서드에 TemporalField를 전달해서 정보를 얻는 방법도 존재.

> TemporalField는 시간 관련 객체에서 어떤 필드의 값에 접근할지 정의하는 인터페이스.

> 열거자 CheoneField는 TemporalField인터페이스를 정의하므로 ChronoField의 열저가 요소를 이용해 원하는 정보를 얻을 수 있음.

- 13:45:20 같은 시간은 LocalTime 클래스로 표현 가능.

- 날짜와 시간 문자열로 LocalDate와 LocalTime의 인스턴스를 만드는 방법도 존재.

> parse 정적 메서드 사용 가능.

* ex) LocalDate date = LocalDate.parse("2017-07-24");

* ex) LocalTime time = LocalTime.parse("13:45:20");

- parse 메서드에 DateTimeFormatter 전달 가능.

- DateTimeFormatter의 인스턴스는 날짜, 시간 객체의 형식을 지정.

> DateTimeFormatter는 java.util.DateFormat 클래스를 대채하는 클래스.

- 문자열을 LocalDate나 LocalTime으로 파싱할 수 없을 때 parse 메서드는 DateTimeParseException(RuntimeException을 상속 받는 예외) 발생.

1.2 날짜와 시간 조합

- LocalDateTime은 LocalDate와 LocalTime을 쌍으로 갖는 복합 클래스.

- 날짜와 시간 모두 표현이 가능하며 날짜와 시간 조합도 가능.

- LocalDate의 atTime 메서드에 시간을 제공하거나 LocalTime의 atDate 메서드에 날짜를 제공해서 LocalDateTime 생성 가능.

1.3 Instant: 기계의 날짜와 시간

- 사람은 보통 주, 날짜, 시간, 분으로 날짜와 시간을 계산.

- 하지만 기계에서는 이와 같은 단위로 시간을 표현하기 어려움.

- 기계의 관점에서는 연속된 시간에서 특정 지점을 하나의 큰 수로 표현하는 것이 가장 자연스러운 시간 표현 방법.

- 새로운 java.time.Instant 클래스에서는 이와 같은 기계적인 관점에서 시간을 표현.

> 즉, Instant 클래스는 유닉스 에포크 시간을 기준으로 특정 지점까지의 시간을 초로 표현.

* Unix epoch time(1970년 1월1일 0시 0분 0초 UTC)

- LocalDate등을 포함하여 사람이 읽을 수 있는 날짜 시간 클래스에서 그랬던 것 처럼 Instant클래스도 사람이 확인 가능한 시간표시 메서드 now 제공.

> 하지만, Instant는 기계 전용의 유틸리티라는 점을 상기.

> 즉, Instant는 초와 나노초 정보를 포함.

> 따라서 Instant는 사람이 읽을 수 있는 시간 정보를 제공하지 않음.

- Instant에서는 Duration과 Period 클래스를 함께 사용 가능.

1.4 Duration과 Period 정의

- Temporal 인터페이스는 특정 시간을 모델링하는 객체으 값을 어떻게 읽고 조작할지 정의.

- Duration 클래스의 정적 팩토리 메서드 between으로 두 시간의 객체 사이의 지속시간 생성 가능.

- LocalDateTime은 사람이 사용, Instant는 기계가 사용하도록 만들어진 클래스로 두 인스턴스는 서로 혼합 불가.

- 또한 Duration 클래스는 초와 나노초로 시간 단위를 표현하므로 between 메서드에 LocalDate 전달 불가.

- 년,월,일로 시간을 표현할 때는 Period 클래스를 사용.

> 즉, Period 클래스의 팩토리 메서드 between을 이용하면 두 LocalDate의 차이 확인 가능.

- Duration과 Period 클래스는 자신의 인스턴스를 만들 수 있도록 다양한 팩토리 메서드 제공.

표 12-1 간격을 표현하는 날짜와 시간 클래스의 공통 메서드

- 지금까지 살펴본 모든 클래스는 불변.

> 불변 클래스는 함수형 프로그래밍 그리고 스레드 안전성과 도메인 모델의 일관성을 유지하는데 좋은 특징.

> 하지만, 새로운 날짜와 시간 API에서는 변경된 객체 버전을 만들 수 있는 메서드를 제공.

2 날짜 조정, 파싱, 포매팅

- withAttribute 메서드로 기존의 LocalDate를 바꾼 버전을 직접 간단하게 생성 가능.

- Temporal 인터페이스는 LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, Instant처럼 특정 시간을 정의.

> 정확히 표현하자면 get과 with메서드로 Temporal 객체의 필드값을 읽거나 수정 가능.

- 어떤 Temporal 객체가 지정된 필드를 지원하지 않으면 UnsupportedTemporalTypeExcetion이 발생.

- 메서드의 인수에 숫자와 TemporalUnit 활용 가능.

- ChronoUnit 열거형은 TemporlaUnit 인터페이스를 쉽게 활용할 수 있는 구현을 제공.

- LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, Instant등 날짜와 시간을 표현하는 모든 클래스는 서로 비슷한 메서드를 제공.

표 12-2 특정 시점을 표현하는 날짜 시간 클래스의 공통 메서드

2.1 TemporalAdjusters 사용하기

- 좀 더 다양한 동작을 수행할 수 있는 기능을 제공하는 TemporalAdjuster를 통해 다양한 문제 해결 가능.

- 날짜와 시간 API는 다양한 상황에서 사용할 수 있도록 다양한 TemporalAdjuster 제공.

표 12-3 TemporalAdjusters 클래스의 팩토리 메서드

- TemporalAdjuster를 이용하면 좀 더 복잡한 날짜 조정 기능을 직관적으로 해결 가능.

> 추가로 필요한 기능이 정의되어 있지 않을 때 비교적 쉽게 커스텀 TemporalAdjuster 구현 가능.

* TemporalAdjuster 인터페이스는 하나의 메서드만 정의함.(하나의 메서드만 정의하므로 함수형 인터페이스)

* TemporalAdjuster 인터페이스 구현은 Temporal 객체를 어떻게 다른 Temporal 객체로 변환할지 정의.

2.2 날짜와 시간 객체 출력과 파싱

- 날짜와 시간 관련 작업에서 포매팅과 파싱은 서로 떨어질 수 없는 관계.

> 심지어 포매팅과 파싱 전용 패키지인 java.time.format이 새로 추가.

> 해당 패키지에서 가장 중요한 클래스는 DateTimeFormatter.

- DateTimeFormatter 클래스는 BASIC_ISO_DATE와 ISO_LOCAL_DATE 등의 상수를 미리 정의.

- DateTimeFormatter를 이용해서 날짜나 시간을 특정 형식의 문자열로 생성 가능.

- 반대로 날짜나 시간을 표현하는 문자열을 파싱해서 날짜 객체 다시 생성 가능.

- 날짜와 시간 API에서 특정 시점이나 간격을 표현하는 모든 클래스의 팩토리 메서드 parse를 이용해서 문자열을 날짜 객체로 생성 가능.

- 기존의 java.util.DateFormat 클래스와 달리 모든 DateTimeFormatter는 스레드에서 안전하게 사용할수 있는 클래스.

- DateTimeFormatterBuilder 클래스로 복합적인 포매터를 정의하므로써 좀 더 세부적으로 포매터 제어 가능.

> 즉, DateTimeFormatterBuilder 클래스로 대소문자를 구분하는 파싱, 관대한 규칙을 적용하는 파싱(정해진 형식과 정확하게 일치하지 않는 입력을 해석할 수 있도록 체험적 방식의 파서 사용), 패딩, 포매터의 선택사항 등을 활용.

3 다양한 시간대와 캘린더 활용 방법

- 새로운 날짜와 시간 API의 큰 편리함 중 하나는 시간대를 간단하게 처리할 수 있다는 점.

- 기존의 java.util.TimeZone을 대체할 수 있는 java.time.ZoneId 클래스가 새롭게 등장.

- 새로운 클래스를 이용하면 서머타임 같은 복잡한 사항이 자동으로 처리.

- 날짜와 시간 API에서 제 공하는 다른 클래스와 마찬가지로 ZoneId는 불변 클래스.

- 표준 시간이 같은 지역을 묶어서 시간대로 규정.

- ZoneRules 클래스에는 약 40개 정도의 시간대가 존재.

> ZoneId의 getRules()를 이용해서 해당 시간대의 규정 획득 가능.

3.1 UTC/GMT 기준의 고정 오프셋

- 때로는 UTC(Universal Time Coordinated)(협정 세계 시) / GMT(Greenwich Mean Time)(그리니치 표준시)를 기준으로 시간대를 표현하기도 함.

- 예로 "뉴욕은 런던보다 5시간 느리다"라고 표현 가능.

> ZoneId의 서브클래스인 ZoneOffset 클래스로 런던의 그리니치 0도 자오선과 시간값의 차이 표현 가능.

* ZoneOffset newYorkOffseet = ZoneOffset.of("-05:00");

> 실제로 미국 동부 표준시의 오프셋값은 -05:00.

* 하지만 서머타임을 제대로 처리할 수 없으므로 비권장 방식.

3.2 대안 캘린더 시스템 사용하기

- ISO-8601 캘린더 시스템은 실질적으로 전 세계에서 통용.

- 자바8에서는 추가로 4개의 캘린더 시스템을 제공.

- thaiBuddhistDate, MinguoDate, JapaneseDate, HijrahDate 4개의 클래스가 각각의 캘린더 시스템을 대표.

- 4개의 틀래스와 LocalDate 클래스는 ChronoLocalDate 인터페이스를 구현하는데, ChronoLocalDate는 임의의 연대기에서 특정 날짜를 표현할 수 있는 기능을 제공하는 인터페이스.

- 날짜와 시간 API의 설계자는 ChronoLocalDate보다는 LocalDate를 사용하라고 권고.

- 프로그램의 입출력을 지역화하는 상황을 제외하고는 모든 데이터 저장, 조작, 비즈니스 규칙 해석등의 작업에서 LocalDate를 사용해야 함.

이슬람력

- 자바8에 추가된 새로운 캘린더 중 HijrahDate(이슬람력)가 제일 복잡.

> 이슬람력에는 변형이 있기 때문.

- HijrahDate 캘린더 시스템은 태음월(lunar month)에 기초.

- 새로운 달을 결정할 떄 새로운 달을 전 세계 어디에서나 볼 수 있는지 아니면 사우디아라비아에서 처음으로 새로운 달을 볼 수 있는지 등의 변형 방법을 결정하는 메서드 존재.

- withVariant 메서드로 원하는 변형 방법 선택 가능.

- 자바8에서는 HijrahDate의 표준 변형 방법으로 Umm Al-Qura를 제공.

4 요약

- 자바8 이전 버전에서 제공하는 기존의 java.util.Date 클래스와 관련 클래스에서는 여러 불일치점들과 가변성, 어설픈 오프셋, 기본값, 잘못된 이름 결정 등의 설계 결함 존재.

- 새로운 날짜와 시간 API에서 날짜와 시간 객체는 모두 불변.

- 새로운 API는 각각 사람과 기계가 편리하게 날짜와 시간 정보를 관리할 수 있도록 두 가지 표현 방식 제공.

- 날짜와 시간 객체를 절대적인 방법과 상대적인 방법으로 처리 가능, 기존 인스턴스를 변환하지 않도록 처리 결과로 새로운 인스턴스가 생성.

- Temporaldjuster를 이용하면 단순히 값을 바꾸는 것 이상의 복잡한 동작 수행 가능. 자신만의 커스텀 날짜 변환 기능 정의 가능.

- 날짜와 시간 객체를 특정 포맷으로 출력하고 파싱하는 포매터 정의 가능. 패턴을 이용하거나 프로그램으로 포매터를 만들 수 있으며 포매터는 스레드 안정성을 보장.

- 특정 지역/장소에 상대적인 시간대 또는 UTC/GMT 기준의 오프셋을 이용해서 시간대 정의 가능. 이 시간대를 날짜와 시간 객체에 적용해서 지역화 가능.

- ISO-8601 표준 시스템을 준수하지 않는 캘린더 시스템도 사용 가능.