JS 的新一代日期/时间 API Temporal，比起 Date 它真的好用（Temporal教程）
本文作者王明是360导航前端团队前端开发工程师
原文标题：JS历史最头疼的对象Date即将淘汰，替代物Temporal真的好用（全网首发Temporal教程）
原文地址：https://juejin.cn/post/7064853912880152613
Date背景
众所周知，在 1995 年，Brendan（JavaScript之父） 被网景公司安排了一个巨大而紧急的工作任务，用 10 天的时间来编写 JavaScript 语言。而 日期处理 是几乎所有编程语言的基本部分，所以JavaScript 也必须拥有它。这是一个非常复杂的领域，但留给作者编写它的时间却很短。最终 Brendan 选择了借鉴当时红极一时的 java 语言，从java.Util.Date日期实现中复制了 Javascript 的日期对象。坦率地说，这个实现很糟糕。事实上 Java 在两年后的 1.1 版本中就弃用和替换这种实现。然而 20 年后，我们仍然在 JavaScript 编程语言中使用这个 API。
Date存在的问题
不支持除用户本地时间以外的时区
不支持开发人员通过 API 来切换时区信息。
解析器行为不可靠以至于无法使用
new Date();
new Date(value);
new Date(dateString);
new Date(year, monthIndex [, day [, hours [, minutes [, seconds [, milliseconds]]]]]);
开发人员常常因为输入的参数格式问题，引发时间错误，导致程序崩溃。比如输入 ('2022-02-22') 和 (2022,02,22) 得到的结果却不同，
计算 API 缺失
涉及时间的运算逻辑通常都需要开发人员自己去写，比如比较两个时间的长短，时间之间的加减运算，没有自己的计算API
不支持非公历
除了全球通用的公历外，无法使用各国的自己的历法。比如中国的农历
Temporal的诞生
为了弥补 Date 的缺陷，很多程序员着手开发一些开源的库来绕过对 Date 的直接使用，比较优秀的npm库如 date.js 、moment.js，但 Date 的问题始终困扰着 Javascript 这门语言的进一步发展，于是 TC39 组织开始了对 Date 的升级改造，他们找到了 moment.js 库的作者，Maggie ，由她来担任新特性 Temporal的主力设计。
感兴趣的同学可以去博客[1]阅读更多细节，该网页的控制台已经支持Temporal 对象或者在本地运行，安装Temporal的 polyfill
$ npm install @js-temporal/polyfill
import { Temporal} from '@js-temporal/polyfill';
Temporal是一个全局对象，像 Math 、Promise 一样位于顶级命名空间中，为 Javascript 语言带来了现代化的日期、时间接口。
如图所示，一个全面的Temporal包含三个部分：
绿色区域为 ISO 8601 格式的 日期和时间；
黄色区域为时区（日本东京）；
红色区域为日历（日本历法）；
ISO 8601格式：国际通用时间格式，T用来分割日期（2020-08-05）和时间（20:06:13），“+”或者“-”分别代表东时区和西时区。+09:00，代表东九区。
对比 Date
new Date()
//Fri Jan 28 2022 17:03:11 GMT+0800 (中国标准时间)
Date 采用 GMT格式（旧的时间表示格式） 的时间，使用方面不如 ISO 8601 通用，同时不包含 时区和历法。
Temporal各种类型介绍
推翻重新设计的Temporal，包含5种主要 类型，每个类型负责不同的功能，类型之间还可以相互进行转换。
学会了这5种类型的 功能 以及类型的之间的 关系 ，就基本掌握了Temporal。
下面是Temporal各种类型的功能与转换关系图，非常重要，十分有利于我们全面理解和使用Temporal，下文将逐步讲解。
ZonedDateTime
定义：最全面的Temporal类型，与时区和日历都有关联。表示从地球上特定区域的角度来看，在特定时刻发生的事。
使用场景：在北京时间的 2008年5月12日14时28分4秒发生汶川大地震，或者 在 纽约时间的 2008年5月12日01时28分4秒发生了汶川大地震。
如何获得一个 ZonedDateTime 类型？
不仅是获得一个 ZonedDateTime 类型，其实所有的 Temporal 类型都是一样的获取途径。通常有两种方法获得，分别是 new 构造函数（），和from方法。
new 构造函数（）方式
参数：（纳秒数，时区，日历），不同类型要求的参数不同。
纳秒数：从 Unix 纪元（1970 年 1 月 1 日午夜 UTC）计算，所经过的纳秒数，单位为bigint
时区，日期：可以是字符串，也可以是 Temporal 类型。
new Temporal.ZonedDateTime(0n, 'Asia/Shanghai', 'chinese');
//Temporal.ZonedDateTime <1970-01-01T08:00:00+08:00[Asia/Shanghai][u-ca=chinese]>
通常每个Temporal类型的都有toString()方法，覆盖了Object.prototype.toString()方法，作用是通过一个字符串表示Temporal
调用 toString() 用字符串来表达，方便阅读。
new Temporal.ZonedDateTime(0n, 'Asia/Shanghai', 'chinese').toString();
//1970-01-01T08:00:00+08:00[Asia/Shanghai][u-ca=chinese]
这个 ZonedDateTime 的类型含义为，从北京时间看，unix纪元 起始时间为 1970-01-01T08:00:00+08:00，而非1970-01-01T00:00:00+00:00
from（）形式获得一个 Temporal类型
from（）的参数更为多样，同时支持 溢出处理 (下文有讲解)，所以通常作为首选方法。通常作为获得一个 Temporal 类型的首选方法。
接受字符串
Temporal.ZonedDateTime.from('2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]').toString();
//2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]
or
接受对象，（{时区，日期，日历}，options）
options 代表 容错机制 配置，即可以处理输入的日期溢出问题，有两种配置选项，{ overflow: 'constrain' }：自动处理溢出。{ overflow: 'reject' }，日期溢出则报错。
比如下面例子中，2022年2月一共28天，如果选择了 constrain 配置，输入日期超过了会进行溢出处理，即匹配最接近的存在值。
//输入 31 天，得到 28 天
Temporal.ZonedDateTime.from({ timeZone: 'Asia/Shanghai', year: 2022, month: 2, day: 31}, { overflow: 'constrain' }).toString();
//2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]
选择 reject 配置，日期超出则报错。
Temporal.ZonedDateTime.from({ timeZone: 'Asia/Shanghai', year: 2022, month: 2, day: 31}, { overflow: 'reject' }).toString();
//RangeError: value out of range: 1 <= 31 <= 28
Instant
定义：负责单个时间点（称为 “精确时间” ），精度以纳秒为单位。不存在时区和日历信息。
使用场景：2020-01-23T17:04:36.491865121-08:00，只用来表达一个瞬间的时间，没有其他意义。
获得一个 Instant 类型
new Temporal.Instant( bigint )
bigint：纳秒数，从 Unix 纪元（1970 年 1 月 1 日午夜 UTC）计算，所经过的纳秒数，单位为bigint
new Temporal.Instant(1553906700000000000n);
//2019-03-30T00:45:00Z
new Temporal.Instant(0n);
//1970-01-01T00:00:00Z
new Temporal.Instant(-2208988800000000000n);
//1900-01-01T00:00:00Z
Z 在 ISO 8601 时间格式表示，没有时区关联。
Temporal.Instant.from(thing: any)
from方法在生成 Instant 时，会考虑时区的偏差。
Temporal.Instant.from('2019-03-30T01:45:00+01:00[Europe/Berlin]');
Temporal.Instant.from('2019-03-30T01:45+01:00');
Temporal.Instant.from('2019-03-30T00:45Z');
虽然前两个携带了时区信息，但获取到的Instant 时间值相同，三个都是 2019-03-30T00:45Z
Plain XX系列
负责 Temporal 的 日历日期 (xx年xx月xx日) 和 钟表时间 （xx点xx分xx秒）表达，不涉及时区，
使用场景：日历日期：小红的生日是农历 每年3月25。钟表时间：现在是下午2：00
对比 Instant，双方的 使用场景 不同， 内部的属性 也不同，Instant 不包含时区和日期，Plain XX 系列则包含日历。
Plain XX系列包含 5种 类型，覆盖最广的 PlainDateTime 包含日期和时间，还有只包含日期的 Plaindate 和只包含时间的 Plaintime。日期类型里，还有分类更精细的PlainYearMonth（年月）和 PlainMonthDay（月天）
以 PlainDateTime 举例，其他的类同。
获取一个 PlainDateTime
new Temporal.PlainDateTime（year,month,day...）
参数以 年 -> 纳秒 顺序排列，其中 年 月 日，为必填项，其余选填。
new Temporal.PlainDateTime(2020, 3, 14, 13, 37)
//2020-03-14T13:37:00
Temporal.PlainDateTime.from()
Temporal.PlainDateTime.from({ year: 2001, month: 1, day: 1, hour: 25 ,calendar:'chinese'}, { overflow: 'constrain' }).toString()
//2001-01-24T23:00:00[u-ca=chinese]
TimeZone
定义：负责 Temporal 时区的相关信息。
例子：北京时区，东八区，不单独使用，通常结合其他类型搭配。
获取一个 TimeZone 类型
new Temporal.TimeZone（string）
string：对一个时区的描述
//东八区，即北京时间
new Temporal.TimeZone('8:00');
//直接字符串描述，前提是 Temporal 内部有定义
new Temporal.TimeZone('Asia/Shanghai');
//Asia/Shanghai
from同理
Temporal.TimeZone.from('Asia/Shanghai');
//Asia/Shanghai
在和其他类型搭配时，可以直接使用字符串(“Asia/Shanghai”),或者 Temporal.TimeZone对象
例子：
获取一个 ZonedDateTime 类型，设置时区时，使用 Temporal.TimeZone 对象。
new Temporal.ZonedDateTime(0n, Temporal.TimeZone.from('Asia/Shanghai'));
//1970-01-01T08:00:00+08:00[Asia/Shanghai]
等价于
new Temporal.ZonedDateTime(0n, 'Asia/Shanghai'));
Calendar
定义：负责 Temporal 的日历系统。
例子：中国农历。不单独使用，结合其他类型搭配。
获取一个 Calendar 类型
同 TimeZone 类同，new Calendar（string） 或者 Temporal.Calendar.from(string)
new Temporal.Calendar('chinese').toString();
//chinese
Temporal.Calendar.from('chinese').toString();
//chinese
Calendar 类型不会单独使用，要配合其他带有 日历属性 的类型使用。
如上所述，在 Temporal 里，包含 日历属性 的有 plainXX系列 和 ZonedDateTime
这两种类型的原型上有一个 withCalendar的方法，用来设置该日期的日历属性。
例子：
plainXX系列 添加日历属性
没有添加日历属性前
Temporal.PlainDate.from('2019-02-06');
//2019-02-06
添加日历属性后
Temporal.PlainDate.from('2019-02-06').withCalendar('chinese');
//2019-02-06[u-ca=chinese]
ZonedDateTime 添加日历属性
没有添加日历属性前
Temporal.ZonedDateTime.from('2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]')
//2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]
添加日历属性后
Temporal.ZonedDateTime.from('2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]').withCalendar('chinese')
//2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai][u-ca=chinese]
Duration
定义： 表示一段持续时间，并且这段时间可以用来进行 算术。
使用场景：两段时间，一小时一分钟 和 一小时十分钟 ，可以转换 Duration 类型,再进行时间的长度比较，从而得知前者的时长 小于 后者。
Duration 并非像 Date 的 时间戳 形式那样表达一段时间，而是根据 ISO 8601 表示法生成一个 字符串 来表达一段时间。
简而言之，ISO 8601 表示法的首字母 必须 由 P 开头，后跟日期，年、月、周和日 再由 T 字母进行分割，后跟时间，小时、分钟、 秒。
一个 Duration 字符串可以缺失 年 / 月 / 周 / 日 / 小时 / 分 / 秒 中的任意一个，但必须包含首字母 P，如果同时有 小时 / 分 / 秒，则必须包含字母 T.
举例：
一年: P1Y，必须保留 P ，没有时间信息，不用加 T来分割。
一分钟: PT1M，必须保留 P ，有时间信息，则加 T来分割日期和时间
一些
Duration的字符串表达练习
获得一个 Duration 类型
new Temporal.Duration（）
参数：年 => 纳秒，全部可选，非必填。需要按照顺序输入，某单位空缺则输入 undefined 或者 0。
new Temporal.Duration(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 987, 654, 321);
// P1Y2M3W4DT5H6M7.987654321S
//中文翻译 => 1年2月3周4天5小时6分钟7秒987毫秒654微秒321纳秒
new Temporal.Duration(0, 0, 0, 40);
// P40D 中文翻译 => 40天
Temporal.Duration.from(undefined, undefined, undefined, 40);
// P40D
new Temporal.Duration();
// PT0S
了解了 Duration的字符串含义以及怎么生成一个 Duration后，可以用其进行一些 日期与时间 的计算与运算。
比对
日期或时间的长度大小
调用 Duration 原型上的 compare 方法。返回值： -1， 0， 1
one = Temporal.Duration.from({ hours: 79, minutes: 10 });//PT1H10M
two = Temporal.Duration.from({ days: 3, hours: 7, seconds: 630 });//P3DT7H630S
Temporal.Duration.compare(one,two)
//-1
返回-1，则 one 比 two 的时间短
返回0，则 one 比 two 的时间一样
返回1，则 one 比 two 的时间长
事实上，除了 Timezone 和 Calendar 类型外，所有具备日期和时间属性的类型都可以进行算术
如 PlainDateTime 类型：
one = Temporal.PlainDateTime.from('1995-12-07T03:24');
two = Temporal.PlainDateTime.from('1995-12-07T01:24');
Temporal.PlainDateTime.compare(two,two)
//1
日期或时间的 加减运算。
加法：
Temporal.Duration.from('PT1H'); //PT1H
hour.add({ minutes: 30 });
// => PT1H30M
减法：
hourAndAHalf = Temporal.Duration.from('PT1H30M'); //PT1H30M
hourAndAHalf.subtract({ hours: 1 }); // => PT30M
同样，这些算术除了除了 Timezone 和 Calendar 类型外，其他类型都适用。
如 PlainDateTime 类型：
dt = Temporal.PlainDateTime.from('1995-12-07T03:24:30.000003500');
dt.add({ years: 20, months: 4, nanoseconds: 500 });
// => 2016-04-07T03:24:30.000004
Temporal类型之间的转换
Temporal的各种类型，除了完成自身的功能外，还可以 类型转换。
再次回看这个类型关系图，左侧黄色区域的 Instant 类型，用来表达某个瞬间的时间，不包含时区和日历的信息。右侧黄色区域的 PlainXX系列（5个），用来表达日历日期或者钟表时间，包含日历信息，而中间的 ZonedDateTime 则横跨左右两个区域，包含时区和日历信息，可以作为一个通道，连接左侧的 Instant 和右侧的 Plain系列，负责类型之间转换的桥梁，同时中间的 Timezone 时区类型 Calendar 日历类型，不单独使用，配合上方的 ZonedDateTime 类型来辅助转换。最下面的 Duration 与所有类型没有直接关系，不参与类型转换，表示一段持续时间，并且这段时间可以用来进行算术。
Instant => ZonedTimeDate
转换前
Temporal.Instant.from('2020-08-05T20:06:13+0900').toString()
//2020-08-05T11:06:13Z
转换后
Temporal.Instant.from('2020-08-05T20:06:13+0900').toZonedDateTimeISO('Asia/Tokyo').toString();
//2020-08-05T20:06:13+09:00[Asia/Tokyo]
ZonedTimeDate => Instant
转换前
Temporal.ZonedDateTime.from('2020-11-01T01:45-07:00[America/Los_Angeles]').toString();
//2020-11-01T01:45:00-07:00[America/Los_Angeles]
转换后
Temporal.ZonedDateTime.from('2020-11-01T01:45-07:00[America/Los_Angeles]').toInstant().toString();
//2020-11-01T08:45:00Z
ZonedTimeDate => PlainDateTime
转换前
Temporal.ZonedDateTime.from('2020-11-01T01:45-07:00[America/Los_Angeles]').toString()
//2020-11-01T01:45:00-07:00[America/Los_Angeles]
转换后
Temporal.ZonedDateTime.from('2020-11-01T01:45-07:00[America/Los_Angeles]').toPlainDateTime().toString();
//2020-11-01T01:45:00
PlainDateTime => ZonedTimeDate
转换前
Temporal.PlainDateTime.from('2020-08-05T20:06:13').toString()
//2020-08-05T20:06:13
转换后
Temporal.PlainDateTime.from('2020-08-05T20:06:13').toZonedDateTime('Asia/Tokyo').toString();
//2020-08-05T20:06:13+09:00[Asia/Tokyo]
总结
回到最开始 Date 的问题。
1.不支持除用户本地时间以外的时区。Temporal 支持开发人员通过 TimeZone 来设置本地时间以外的时区。
2.计算 API 缺失。除了时区和日历类型外，其他类型都可以进行 算术运算,即时间的比较，增加，减少等。
3.不支持非公历，Calendar 类型支持 Temporal 选择日历。
4.解析器行为不可靠以至于无法使用，在 Temporal 里，new 构造函数（） 或者From 方法，对参数的要求都更加规范，同时From 方法支持 日期溢出 后的逻辑处理，可以防止系统崩溃。
最后附一张 Temporal 各种类型的功能对照图。每个类型负责 Temporal 哪些功能已经标注清楚。
参考资料
博客: https://tc39.es/proposal-temporal/docs/
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