날짜와 시간과 형식화

이 글은 남궁성님의 자바의 정석 3/e을 기반으로 공부한 내용을 정리한 글입니다.

• 날짜와 시간
• 형식화 클래스
• java.time패키지

날짜와 시간

1.1 Calendar와 Date

Date는 날짜와 시간을 다룰 목적으로 제공되는 클래스이다. 하지만 기능이 부족했기 때문에 Calendar클래스가 추가되었고 몇 가지 단점을 보완하기 위해 java.time패키지가 기존의 단점들을 개선하여 추가되었다.

Calendar와 GregorianCalendar

Calendar는 추상클래스이기 때문에 직접 객체를 생성할 수 없고, 메서드를 통해서 완전히 구현된 클래스의 인스턴스를 얻어야 한다.

Calendar를 상속받아 완전히 구현한 클래스로 GregorianCalendar와 BuddhistCalendar가 있는데 getInstance()는 시스템의 국가와 지역설정을 확인해서 태국이면 BuddhistCalendar의 인스턴스를 반환하고, 그 외에는 GregorianCalendar의 인스턴스를 반환한다.

인스턴스를 직접 생성해서 사용하지 않고 이처럼 메서드를 통해서 인스턴스를 반환받게 하는 이유는 최소한의 변경으로 프로그램이 동작할 수 있도록 하기 위한 것이다.

getInstance()메서드가 static인 이유는 메서드 내의 코드에서 인스턴스 변수를 사용하거나 인스턴스 메서드를 호출하지 않기 때문이다.

Date와 Calendar간의 변환

getInstance()를 통해서 얻은 인스턴스는 기본적으로 현재 시스템의 날짜와 시간에 대한 정보를 담고 있다. 원하는 날짜나 시간으로 설정하려면 set메서드를 사용하면 된다.

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형식화 클래스

형식화 클래스는 java.text패키지에 포함되어 있으며 숫자, 날짜, 텍스트 데이터를 일정한 형식에 맞게 표현할 수 있는 방법을 객체지향적으로 설계하여 표준화하였다.

형식화에 사용될 패턴을 정의하는데, 데이터를 정의된 패턴에 맞춰 형식화할 수 있을 뿐만 아니라 역으로 형식화된 데이터에서 원래의 데이터를 얻어낼 수도 있다.

2.1 DecimalFormat

숫자를 형식화 하는데 사용되는 것이 DecimalFormat이다. 숫자 데이터를 정수, 부동소수점, 금액 등의 다양한 형식으로 표현할 수 있으며, 반대로 일정한 형식의 텍스트 데이터를 숫자로 쉽게 변환하는 것도 가능하다.

보다 자세한 내용은 Java API 문서를 참고하면 된다.

2.2 SimpleDateFormat

SimpleDateFormat을 사용하는 방법은 간단하다. 먼저 원하는 출력형식의 패턴을 작성하여 SimpleDateFormat인스턴스를 생성한 다음, 출력하고자 하는 Date인스턴스를 가지고 format(Date d)를 호출하면 지정한 출력형식에 맞게 변환된 문자열을 얻게 된다.

2.3 ChoiceFormat

ChoiceFormat은 특정 범위에 속하는 값을 문자열로 변환해준다. 연속적 또는 불연속적인 범위의 값들을 처리하는 데 있어서 if문이나 switch문이 적절하지 못한 경우 사용하여 코드를 간단하고 직관적으로 만들 수 있다.

2.4 MessageFormat

MessageFormat은 데이터를 정해진 양식에 맞게 출력할 수 있도록 도와준다. 데이터가 들어갈 자리를 마련해 놓은 양식을 미리 작성하고 프로그램을 이용해서 다수의 데이터를 같은 양식으로 출력할 때 사용하면 좋다.

  import java.text.*;

  class MessageFormatEx {
    public static void main(String[] args) {
      String msg = "Name: {0} \n Tel: {1} \n Age: {2} \n Birthday: {3}";

      Object[] arguments = {
        "홍길동", "02-123-1234", "27", "07-09"
      };

      String result = MessageFormat.format(msg, arguments);
      System.out.println(result);
    }
  }

위 예제에서 문자열 msg를 작성할 때 ‘{숫자}’로 표시된 부분이 데이터가 출력될 자리이다. 이 자리는 순차적일 필요는 없고 여러 번 반복해서 사용할 수도 있다. 여기에 사용되는 숫자는 배열처럼 인덱스가 0부터 시작하며, 양식에 들어갈 데이터는 객체배열인 arguments에 지정되어 있다.

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java time 패키지

이 패키지는 다음과 같이 4개의 하위 패키지를 가지고 있다.

3.1 java.time패키지의 핵심 클래스

java.time패키지에서는 날짜와 시간을 별도의 클래스로 분리해 놓았다. 시간을 표현할 때는 LocalTime클래스를 사용하고, 날짜를 표현할 때는 LocalDate클래스를 사용한다. 그리고 날짜와 시간이 모두 필요할 때는 LocalDateTime클래스를 사용하면 된다. 여기에 시간대(time-zone)까지 다뤄야 한다면, ZonedDateTime클래스를 사용하면 된다.

Calendar는 ZonedDateTime처럼, 날짜와 시간 그리고 시간대까지 모두 가지고 있다. Date와 유사한 클래스로는 Instant가 있는데, 이 클래스는 날짜와 시간을 초 단위(나노초)로 표현한다. 이렇게 표현한 값을 타임스탬프(time-stamp)라고 부르는데, 이 값은 날짜와 시간을 하나의 정수로 표현할 수 있으므로 날짜와 시간의 차이를 계산하거나 순서를 비교하는데 유리해서 데이터베이스에 많이 사용된다.

Period와 Duration

객체 생성하기 - now(), of()

java.time패키지에 속한 클래스의 객체를 생성하는 가장 기본적인 방법은 now()와 of()를 사용하는 것이다. now()는 현재 날짜와 시간을 저장하는 객체를 생성한다.

of()는 단순히 해당 필드의 값을 순서대로 지정해 주기만 하면 된다. 각 클래스마다 다양한 종류의 of()가 정의되어 있다.

Temporal과 TemporalAmount

Duration과 Period는 TemporalAmount인터페이스를 구현하였고, 나머지 클래스들은 Temporal, TemporalAccessor, TemporalAdjuster인터페이스를 구현하였다. 매개변수의 타입이 Temporal로 시작하는 것들은 대부분 날짜와 시간을 위한 것이므로, TemporalAmount인지 아닌지만 확인하면 된다.

TemporalUnit과 TemporalField

날짜와 시간의 단위를 정의해 놓은 것이 TemporalUnit인터페이스이고, 이 인터페이스를 구현한 것이 열거형 ChronoUnit이다. 그리고 TemporalField는 년, 월, 일 등 날짜와 시간의 필드를 정의해 놓은 것으로, 열거형 ChronoField가 이 인터페이스를 구현하였다.

3.2 LocalDate와 LocalTime

두 클래스는 java.time패키지의 가장 기본이 되는 클래스이며, 나머지 클래스들은 이들의 확장이다.

객체를 생성하는 방법은 현재 날짜와 시간을 LocalDate와 LocalTime으로 각각 반환하는 now()와 지정된 날짜와 시간으로 객체를 생성하는 of()가 있다. 둘 다 static메서드이다.

특정 필드의 값 가져오기 - get(), getXXX()

LocalDate와 LocalTime의 객체에서 특정 필드의 값을 가져올 때 getXXX()와 같은 형태의 메서드를 사용한다. 이 외에도 get()과 getLong()이 있는데, 원하는 필드를 직접 지정할 수 있다. 대부분의 필드는 int타입의 범위에 속하지만, 몇몇 필드는 int타입의 범위를 넘을 수 있다. 그럴 때 get() 대신 getLong()을 사용해야 한다.

메서드들의 매개변수로 사용할 수 있는 필드는 ChronoField에 정의되어 있는데, 사용할 수 있는 필드는 클래스마다 다르다. LocalDate의 경우 날짜를 표현하기 위한 것이므로, 시간에 관련된 필드는 사용할 수 없다.

필드의 값 변경하기 - with(), plus(), minus()

날짜와 시간에서 특정 필드 값을 변경하려면, 다음과 같이 with로 시작하는 메서드를 사용하면 된다.

  LocalDate withYear(int year)
  LocalDate withMonth(int month)
  LocalDate withDayOfMonth(int dayOfMonth)
  LocalDate withDayOfYear(int dayOfYear)

  LocalTime withHour(int hour)
  LocalTime withMinute(int minute)
  LocalTime withSecond(int second)
  LocalTime withNano(int nanoOfSecond)

with()를 사용하면, 원하는 필드를 직접 지정할 수 있다.

  LocalDate with(TemporalField field, long newValue)

이 외에도 특정 필드에 값을 더하거나 빼는 plus()와 minue()가 있다. 그리고 LocalTime의 truncatedTo()는 지정된 것보다 작은 단위의 필드를 0으로 만든다.

LocalDate에는 truncatedTo()가 없는데, LocalDate의 필드인 년, 월, 일은 0이 될 수 없기 때문이다.

날짜와 시간의 비교 - isAfter(), isBefore(), isEqual()

compareTo()가 적절히 오버라이딩되어 있어서, 아래와 같이 비교할 수 있다.

  int result = date1.compareTo(date2); // 같으면 0, date1 이전이면 -1, 이후면 1

보다 더 편리하게 비교할 수 있는 메서드들이 추가로 제공된다.

  boolean isAfter (ChronoLocalDate other)
  boolean isBefore(ChronoLocalDate other)
  boolean isEqual (ChronoLocalDate other)

equals()가 있는데도, isEqual()을 제공하는 이유는 연표(chronology)가 다른 두 날짜를 비교하기 위해서이다. equals()는 모든 필드가 일치해야하지만, isEqual()은 날짜만 비교한다. 대부분의 경우 결과가 같다.

3.3 Instant

Instant는 에포크 타임(EPOCH TIME, 1970-01-01 00:00:00 UTC)부터 경과된 시간을 나노초 다윈로 표현한다. 단일 진법으로만 다루기 때문에 계산하기 쉽다.

Instant를 생성할 때는 now()와 ofEpochSecond()를 사용한다. 그리고 필드에 저장된 값을 가져올 때는 다음과 같이 한다.

  long epochSec = now.getEpochSecond();
  int nano = new.getNano();

Instant는 항상 UTC(+00:00)를 기준으로 하기 때문에, LocalTime과 차이가 있을 수 있다.

Instant와 Date간의 변화

Instant는 기존의 java.util.Date를 대체하기 위한 것이며, JDK1.8부터 Date에 Instant로 변환할 수 있는 새로운 메서드가 추가되었다.

  static Date   from(Instant instant) // Instant -> Date
  Instant       toInstant()           // Date -> Instant

3.4 LocalDateTime과 ZonedDateTime

LocalDate와 LocalTime으로 LocalDateTime만들기

  LocalDate date = LocalDate.of(2020, 10, 13);
  LocalTime time = LocalTime.of(17, 15, 00);

  LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.of(date, time);
  LocalDateTime dt2 = date.atTime(time);
  LocalDateTime dt3 = time.atDate(date);
  LocalDateTime dt4 = date.atTime(17, 15, 00);
  LocalDateTime dt5 = time.atDate(LocalDate.of(2020, 10, 13));
  LocalDateTime dt6 = date.atStartOfDay(); // dt6 = date.atTime(0, 0, 0);

LocalDateTime의 변환

LocalDateTime을 LocalDate 또는 LocalTime으로 변환할 수 있다.

  LocalDateTime dt = LocalDateTime.of(2020, 10, 13, 17, 15, 00);
  LocalDate date = dt.toLocalDate();
  LocalTime time = dt.toLocalTime();

LocalDateTime으로 ZonedDateTime만들기

LocalDateTime에 시간대(time-zone)을 추가하면, ZonedDateTime이 된다. 기존에는 TimeZone클래스로 시간대를 다뤘지만 새로운 시간 패키지에서는 ZoneId라는 클래스를 사용한다. ZoneId는 일광 절약시간(DST, Daylight Saving Time)을 자동적으로 처리해주므로 더 편리하다.

LocalDateTime에 atZone()으로 시간대 정보를 추가하면 ZonedDateTime을 얻을 수 있다. 또는 LocalDate에 atStartOfDay()라는 메서드에 매개변수로 ZoneId를 지정해도 얻을 수 있다.

ZoneOffset

UTC로부터 얼마만큼 떨어져 있는지를 ZoneOffSet으로 표현한다.

OffsetDateTime

ZonedDateTime은 ZoneId로 구역을 표현하는데, ZoneOffSet을 사용하면 OffsetDateTime이다. ZoneOffset은 시간대를 시간의 차이로만 구분한다.

ZonedDateTime의 변환

ZonedDateTime도 LocalDateTime처럼 날짜와 시간에 관련된 다른 클래스로 변환하는 메서드들을 가지고 있다.

  LocalDate toLocalDate()
  LocalTime toLocalTime()
  LocalDateTime toLocalDateTime()
  OffsetDateTime toOffsetDateTime()
  long toEpochSecond()
  Instant toInstant()

3.5 TemporalAdjusters

자주 쓰일만한 날짜 계산들을 대신 해주는 메서드를 정의해놓은 것이 TemporalAdjusters클래스이다.

  LocalDate today = LocalDate.now();
  LocalDate nextMonday = today.with(TemporalAdjusters.next(DayOfWeek.MONDAY));

TemporalAdjuster 직접 구현하기

보통의 정의된 메서드로 충분하지만, 필요에 의해 자주 사용되는 날짜 계산 메서드를 직접 만들 수 있다. LocalDate의 with()는 다음과 같이 정의되어 있으며, TemporalAdjuster인터페이스를 구현한 클래스의 객체를 매개변수로 제공해야한다.

  LocalDate with(TemporalAdjuster adjuster)

with()는 대부분의 날짜와 시간에 관련된 클래스에 포함되어 있다.

TemporalAdjuster인터페이스는 추상 메서드 하나만 정의되어 있으므로, 이 메서드만 구현하면 된다.

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

3.6 Period와 Duration

between()

date1과 date2 두 날짜 차이를 나타내는 Period는 between()으로 얻을 수 있다. date1이 date2보다 이전이면 양수, 이후면 음수로 Period에 저장된다. Duration은 시간의 차이라는 점을 제외하면 Period와 똑같다.

특정 필드의 값을 얻을 때는 get()을 사용한다. Period와 달리 Duration에는 getHours(), getMinites() 같은 메서드가 없다.

Duration을 LocalTime으로 변환한 다음에, LocalTime이 가지고있는 get메서드들을 사용하면 된다.

between()과 until()</b>

until()은 between()과 거의 동일한 일을 한다. between()은 static메서드이고, until()은 인스턴스 메서드라는 차이가 있다.

  Period pe = Period.between(today, myBirthDay);
  Period pe = today.until(myBirthDay);

Period는 년원일을 분리해서 저장하기 때문에, D-day를 구하려는 경우에는 두 개의 매개변수를 받는 until()을 사용하는 것이 좋다. 시간에도 until()을 사용할 수 있지만, Duration을 반환하는 until()은 없다.

  long sec = LocalTime.now().until(endTime, ChronoUnit.SECONDS);

of(), with()

Period에는 of(), ofYears(), ofMonths(), ofWeeks(), ofDays()가 있고, Duration에는 of(), ofDays(), ofHours(), ofMinutes(), ofSeconds() 등이 있다.

특정 필드의 값을 변경하는 with()도 있다.

사칙연산, 비교연산, 기타 메서드

곱셈을 위한 메서드 multiplied(), 나눗셈을 위한 메서드 divided()가 있는데 Period에는 나눗셈을 위한 메서드가 없다. 날짜의 기간을 표현하기 위한 것이므로 유용하지 않기 때문이다.

음수인지 확인하는 isNegative()와 0인지 확인하는 isZero()가 있고, 부호를 반대로 변경하는 negate()와 부호를 없애는 abs()가 있다. Period에는 abs()가 없다.

Period에는 normalized()라는 메서드가 있는데, 이 메서드는 월(month)의 값이 12를 넘지 않게 해준다. 하지만 일(day)의 길이는 일정하지 않으므로 그대로 놔둔다.

다른 단위로 변환 - toTotalMonths(), toDays(), toHours(), toMinutes()

이름이 to로 시작하는 메서드들은 Period와 Duration을 다른 단위의 값으로 변환하는데 사용된다. get()은 특정 필드의 값을 그대로 가져오는 것이지만, 이 메서드들은 특정 단위로 변환한 결과를 반환한다는 차이가 있다.

| 참고 | 이 메서드들의 반환타입은 모두 정수(long타입)이다. 지정된 단위 이하의 값들은 버려진다.

3.7 파싱과 포맷

형식화(formatting)와 관련된 클래스들은 java.time.format패키지에 들어있는데, 이중에서 DateTimeFormatter가 핵심이다. 이 클래스에는 자주 쓰이는 다양한 형식들을 기본적으로 정의하고 있으며, 그 외의 형식이 필요하다면 직접 정의해서 사용할 수도 있다.

  LocalDate date = LocalDate.of(2020, 1, 2);
  String yyyymmdd = DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE.format(date);
  String yyyymmdd = date.format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);

날짜와 시간의 형식화에는 위와 같이 format()이 사용되는데, 이 메서드는 DateTimeFormatter뿐만 아니라 LocalDate나 LocalTime같은 클래스에도 있다.

로케일에 종속된 형식화

DateTimeFormatter의 static메서드 ofLocalizedDate(), ofLocalizedTime(), ofLocalized DateTime()은 로케일(locale)에 종속적인 포맷터를 생성한다.

  DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofLocalizedDate(FormatStyle.SHORT);
  String shortFormat = formatter.format(LocalDate.now());

출력형식 직접 정의하기

DateTimeFormatter의 ofPattern()으로 원하는 출력형식을 직접 작성할 수도 있다.

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

출력형식에 사용되는 기호의 목록은 Java API Documents를 참고한다.

문자열을 날짜와 시간으로 파싱하기

문자열을 날짜 또는 시간으로 변환하려면 static메서드 parse()를 사용하면 된다. 날짜와 시간을 표현하는데 사용되는 클래스에는 이 메서드가 거의 다 포함되어 있다.

parse()는 오버로딩된 메서드가 여러 개 있는데, 그 중에서 다음 2개가 자주 쓰인다.

  static LocalDateTime parse(CharSequence text)
  static LocalDateTime parse(CharSequence text, DateTimeFormatter formatter)

DateTimeFormatter에 상수로 정의된 형식을 사용할 때는 다음과 같이 한다.

  LocalDate date = LocalDate.parse("2020-01-02", DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE);

자주 사용되는 기본적인 형식의 문자열은 형식화 상수를 사용하지 않고도 파싱이 가능하다. 또한 ofPattern()을 이용해서 파싱을 할 수도 있다.

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