前言
你好，我是A哥(YourBatman)。
在本系列中间，用几篇文章彻彻底底的把JDK日期时间系列深入讲解了一遍，此系列有可能是把JDK日期时间讲得最好最全的，强烈建议你前往看它一看。
本系列的上篇文章 对格式化器Formatter进行了剖析，Spring对日期时间、数字、钱币等常用类型都内置了相应的格式化器实现，开发者可拿来就用。但是，这在使用上依旧有一定门槛：开发者需要知道对应API的细节。比如若需要对Date、LocalDate进行格式化操作的话，就需要分别了解处理他俩的正确API，这在使用上是存在一定“难度”的。
另外，在面向元数编程大行其道的今天，硬编码往往是被吐槽甚至被拒绝的，声明式才会受到欢迎。Spring自3.0起大量的引入了“更为时尚”的元数据编程支持，从而稳固了其“江湖地位”。@DateTimeFormat和@NumberFormat两个注解是Spring在类型转换/格式化方面的元编程代表，本文一起来探讨下。
本文提纲
版本约定
Spring Framework：5.3.x Spring Boot：2.4.x
正文
据我了解，@DateTimeFormat是开发中出镜率很高的一个注解，其作用见名之意很好理解：对日期时间格式化。但使用起来常常迷糊。比如：使用它还是com.fasterxml.jackson.annotation.JsonFormat
注解呢？能否使用在Long类型上？能否使用在JSR 310日期时间类型上？
有这些问号其实蛮正常，但切忌囫囵吞枣，也不建议强记这些问题的答案，而是通过规律在原理层面去理解，不仅能更牢靠而且更轻松，这或许是学习编程最重要的必备技巧之一。
@DateTimeFormat和@NumberFormat
在类型转换/格式化方面注解，Spring提供了两个：
@DateTimeFormat
：将Field/方法参数格式化为日期/时间类型@NumberFormat
：将Field/方法参数格式化为数字类型
值得关注的是：这里所说的日期/时间类型有很多，如最古老的java.util.Date类型、JSR 310的LocalDate类型甚至时间戳Long类型都可称作日期时间类型；同样的，数字类型也是个泛概念，如Number类型、百分数类型、钱币类型也都属此范畴。
❝话外音：这两个注解能够作用的类型很广很广
❞
分别看看这两个注解定义，不可谓不简单：
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.FIELD, ElementType.PARAMETER, ElementType.ANNOTATION_TYPE})
public @interface DateTimeFormat {
String style() default "SS";
ISO iso() default ISO.NONE;
String pattern() default "";
}
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.FIELD, ElementType.PARAMETER, ElementType.ANNOTATION_TYPE})
public @interface NumberFormat {
Style style() default Style.DEFAULT;
String pattern() default "";
}
哥俩有两个共通的点：
都支持标注在方法Method、字段Field、方法参数Parameter上 均支持灵活性极大的pattern属性，此属性支持Spring占位符书写形式 对于pattern属性你既可以用字面量写死，也可以用形如 ${xxx.xxx.pattern}
占位符形式这种更富弹性的写法
咱们在使用这两个注解时，最最最常用的是pattern这个属性没有之一，理由是它非常的灵活强大，能满足各式各样格式化需求。从这一点也侧面看出，咱们在日期/时间、数字方面的格式化，并不遵循国际标准（如ISO），而普遍使用的“中国标准”。
由于这两个注解几乎所有同学都在Spring MVC上使用过，那么本文就先原理再示例。在知晓了其背后原理后再去使用，别有一番体会。
AnnotationFormatterFactory
说到格式化注解，就不得不提该工厂类，它是实现原理的核心所在。
字面含义：注解格式化工厂。用大白话解释：该工厂用于为标注在Field字段上的注解创建对应的格式化器进而对值进行格式化处理。从这句话里可提取出几个关键因素：
注解 字段Field 这里Field并不只表示 java.lang.reflect.Field
，像方法返回类型、参数类型都属此范畴，下面使用示例会有所体会格式化器Formatter
接口定义：
public interface AnnotationFormatterFactory<A extends Annotation> {
Set<Class<?>> getFieldTypes();
Printer<?> getPrinter(A annotation, Class<?> fieldType);
Parser<?> getParser(A annotation, Class<?> fieldType);
}
接口共定义了三个方法：
getFieldTypes：支持的类型。注解标注在这些类型上时该工厂就能够处理，否则不管 getPrinter：为标注有annotation注解的fieldType类型生成一个Printer getParser：为标注有annotation注解的fieldType类型生成一个Parser
此接口Spring内建有如下实现：
虽然实现有5个之多，但其实只有两类，也就是说面向使用者而言只需做两种区分即可，分别对应上面所讲的两个注解。这里A哥把它绘制成图所示：
红色框框部分（以及其处理的Field类型）是咱们需要关注的重点，其它的留个印象即可。
关于日期时间类型，我在多篇文章里不再推荐使用java.util.Date类型（更不建议使用Long类型喽），而是使用Java 8提供的JSR 310日期时间类型100%代替（包括代替joda-time）。但是呢，在当下阶段java.util.Date类型依旧不可忽略（庞大存量市场，庞大“存量”程序员的存在），因此决定把DateTimeFormatAnnotationFormatterFactory依旧还是抬到桌面上来叙述叙述，但求做得更全面些。
❝关于JDK的日期时间我写了一个非常全的系列，详情点击这里直达：日期时间系列，建议先行了解
❞
DateTimeFormatAnnotationFormatterFactory
对应的格式化器API是：org.springframework.format.datetime.DateFormatter
。
@since 3.2版本就已存在，专用于对java.util.Date体系 + @DateTimeFormat的支持：创建出相应的Printer/Parser。下面解读其源码：
①：该工厂类专为@DateTimeFormat注解服务②：借助Spring的StringValueResolver对占位符（若存在）做替换
这部分源码告诉我们：@DateTimeFormat注解标注在如图的这些类型上时才有效，才能被该工厂处理从而完成相应创建工作。
❝注意：除了Date和Calendar类型外，还有Long类型哦，请不要忽略了
❞
核心处理逻辑也比较好理解：不管是Printer还是Parser最终均委托给DateFormatter去完成，而此API在本系列前面文章已做了详细讲解。电梯直达
值得注意的是：DateFormatter 只能 处理Date类型。换句话讲getFormatter()方法的第二个参数fieldType在此方法里并没有被使用，也就是说缺省情况下@DateTimeFormat
注解并不能正常处理其标注在Calendar、Long类型的Case。若要得到支持，需自行重写其getPrinter/getParser等方法。
使用示例
由于@DateTimeFormat
可以标注在成员属性、方法参数、方法(返回值)上，且当其标注在Date、Calendar、Long等类型上时方可交给本工厂类来处理生成相应的处理类，本文共用三个案例case进行覆盖。
case1：成员属性 + Date类型。输入 + 输出
准备一个标注有@DateTimeFormat注解的Field属性，为Date类型
@Data
@AllArgsConstructor
class Person {
@DateTimeFormat(pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
private Date birthday;
}
书写测试程序：
@Test
public void test1() throws Exception {
AnnotationFormatterFactory annotationFormatterFactory = new DateTimeFormatAnnotationFormatterFactory();
// 找到该field
Field field = Person.class.getDeclaredField("birthday");
DateTimeFormat annotation = field.getAnnotation(DateTimeFormat.class);
Class<?> type = field.getType();
// 输出：
System.out.println("输出：Date -> String====================");
Printer printer = annotationFormatterFactory.getPrinter(annotation, type);
Person person = new Person(new Date());
System.out.println(printer.print(person.getBirthday(), Locale.US));
// 输入：
System.out.println("输入：String -> Date====================");
Parser parser = annotationFormatterFactory.getParser(annotation, type);
Object output = parser.parse("2021-02-06 19:00:00", Locale.US);
person = new Person((Date) output);
System.out.println(person);
}
运行程序，输出：
输出：Date -> String====================
2021-02-06 22:21:56
输入：String -> Date====================
Person(birthday=Sat Feb 06 19:00:00 CST 2021)
完美。
case2：方法参数 + Calendar。输入
@Test
public void test2() throws NoSuchMethodException, ParseException {
AnnotationFormatterFactory annotationFormatterFactory = new DateTimeFormatAnnotationFormatterFactory();
// 拿到方法入参
Method method = this.getClass().getDeclaredMethod("method", Calendar.class);
Parameter parameter = method.getParameters()[0];
DateTimeFormat annotation = parameter.getAnnotation(DateTimeFormat.class);
Class<?> type = parameter.getType();
// 输入：
System.out.println("输入：String -> Calendar====================");
Parser parser = annotationFormatterFactory.getParser(annotation, type);
Object output = parser.parse("2021-02-06 19:00:00", Locale.US);
// 给该方法传入“转换好的”参数，表示输入
method((Calendar) output);
}
public void method(@DateTimeFormat(pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss") Calendar calendar) {
System.out.println(calendar);
System.out.println(calendar.getTime());
}
运行程序，报错：
输入：String -> Calendar====================
java.lang.ClassCastException: java.util.Date cannot be cast to java.util.Calendar
...
通过文上的阐述，这个错误是在意料之中的。下面通过自定义一个增强实现来达到目的：
class MyDateTimeFormatAnnotationFormatterFactory extends DateTimeFormatAnnotationFormatterFactory {
@Override
public Parser<?> getParser(DateTimeFormat annotation, Class<?> fieldType) {
if (fieldType.isAssignableFrom(Calendar.class)) {
return new Parser<Calendar>() {
@Override
public Calendar parse(String text, Locale locale) throws ParseException {
// 先翻译为Date
Formatter<Date> formatter = getFormatter(annotation, fieldType);
Date date = formatter.parse(text, locale);
// 再翻译为Calendar
Calendar calendar = Calendar.getInstance(TimeZone.getDefault());
calendar.setTime(date);
return calendar;
}
};
}
return super.getParser(annotation, fieldType);
}
}
将测试程序中的工厂类换为自定义的增强实现：
AnnotationFormatterFactory annotationFormatterFactory = new MyDateTimeFormatAnnotationFormatterFactory();
再次运行程序，输出：
输入：String -> Calendar====================
java.util.GregorianCalendar[time=1612609200000, ...
Sat Feb 06 19:00:00 CST 2021
完美。
case3：方法返回值 + Long。输出 建议自行实现，略
❝时间戳被经常用来做时间传递，那么传输中的Long类型如何被自动封装 为Date类型（输入）呢？动动手巩固下吧~
❞
Jsr310DateTimeFormatAnnotationFormatterFactory
对应的格式化器API是：Spring的org.springframework.format.datetime.standard.DateTimeFormatterFactory
以及JDK的java.time.format.DateTimeFormatter
。
@since 4.0。JSR 310时间是伴随着Java 8的出现而出现的，Spring自4.0 开始支持 Java 8，自5.0至少基于 Java 8，因此此类since 4.0就不好奇喽。
从类名能读出它用于处理JSR 310日期时间。下面解读一下它的部分源码，透过现象看其本质：
①：该工厂专为@DateTimeFormat注解服务②：借助Spring的StringValueResolver对占位符（若存在）做替换
@DateTimeFormat注解标注在这些类型上时，就会交给此工厂类来负责其格式化器的创建工作。
①：得到一个JDK的java.time.format.DateTimeFormatter
，由它负责将 日期/时间 -> String类型的格式化。由于JSR 310日期/时间的格式化JDK自己实现得已经非常完善，Spring只需要将它整合进来就成。但是呢，DateTimeFormatter它是线程安全的无法同时设置iso、pattern等个性化参数，于是Spring就造了DateTimeFormatterFactory工厂类，用它用来抹平使用上的差异，达到（和java.util.Date）一致的使用体验。当然喽，这个知识点属于上篇文章的内容，欲回顾详情可点击这里电梯直达。
回到本处，getFormatter()方法得到格式化器实例是关键，具体代码如下：
使用Spring的工厂类DateTimeFormatterFactory构建出一个JSR 310的日期时间格式化器DateTimeFormatter来处理。有了上篇文章的铺垫，相信这个逻辑无需再多费一言解释了哈。
②：这一大块是对LocalXXX（含LocalDate/Time）标准格式化器做的特殊处理：将ISO_XXX格式化模版适配为更加适用的ISO_Local_XXX格式化模版，更加精确。③：TemporalAccessorPrinter它就是个Printer<TemporalAccessor>
，实际的格式化器依旧是DateTimeFormatter，只不过它的作用是兼容到了上下文级别（和当前线程绑定）的格式化器，从而有能力用到上下文级别的格式化参数，具有更好的可定制性，如下图所示（源码来自TemporalAccessorPrinter）：
强调：别看这个特性很小，但非常有用，有四两拨千斤的功效。因为它和我们业务系统息息相关，掌握这个点可轻松实现事半功倍的效果，别人加班你加薪。关于此知识点的应用，A哥觉得值得专门写篇文章来描述，敬请期待下文。
接下来再看看getParser()部分的实现：
①：TemporalAccessorParser是个Parser<TemporalAccessor>
，同样的也是利用了具有Context上下文特性的DateTimeFormatter来完成String -> TemporalAccessor工作的。熟悉这个方向的转换逻辑的同学就知道，因为都是静态方法调用，所以必须用“枚举”的方式一一处理，截图如下（源码来自TemporalAccessorParser）：
到此，整个Jsr310DateTimeFormatAnnotationFormatterFactory的源码就分析完了，总结一下：
此工厂专为标注在JSR 310日期/时间类型的@DateTimeFormat注解服务 底层格式化器双向均使用的是和上下文相关的的DateTimeFormatter，具有高度可定制化的特性。此特性虽小却有四两拨千斤的效果，后面会专文给出使用场景 @DateTimeFormat注解的style和pattern属性都是支持占位符形式书写的，更富弹性
使用示例
它不像DateTimeFormatAnnotationFormatterFactory只提供了部分支持，而是提供了全部功能，感受一下。
case1：成员属性 + LocalDate类型。输入 + 输出
@Data
@AllArgsConstructor
class Father {
@DateTimeFormat(iso = DateTimeFormat.ISO.DATE)
private LocalDate birthday;
}
测试代码：
@Test
public void test4() throws NoSuchFieldException, ParseException {
AnnotationFormatterFactory annotationFormatterFactory = new Jsr310DateTimeFormatAnnotationFormatterFactory();
// 找到该field
Field field = Father.class.getDeclaredField("birthday");
DateTimeFormat annotation = field.getAnnotation(DateTimeFormat.class);
Class<?> type = field.getType();
// 输出：
System.out.println("输出：LocalDate -> String====================");
Printer printer = annotationFormatterFactory.getPrinter(annotation, type);
Father father = new Father(LocalDate.now());
System.out.println(printer.print(father.getBirthday(), Locale.US));
// 输入：
System.out.println("输入：String -> Date====================");
Parser parser = annotationFormatterFactory.getParser(annotation, type);
Object output = parser.parse("2021-02-07", Locale.US);
father = new Father((LocalDate) output);
System.out.println(father);
}
运行程序，输出：
输出：LocalDate -> String====================
2021-02-07
输入：String -> Date====================
Father(birthday=2021-02-07)
完美。
case2：方法参数 + LocalDate类型。输入
@Test
public void test5() throws ParseException, NoSuchMethodException {
AnnotationFormatterFactory annotationFormatterFactory = new Jsr310DateTimeFormatAnnotationFormatterFactory();
// 拿到方法入参
Method method = this.getClass().getDeclaredMethod("methodJSR310", LocalDate.class);
Parameter parameter = method.getParameters()[0];
DateTimeFormat annotation = parameter.getAnnotation(DateTimeFormat.class);
Class<?> type = parameter.getType();
// 输入：
System.out.println("输入：String -> LocalDate====================");
Parser parser = annotationFormatterFactory.getParser(annotation, type);
Object output = parser.parse("2021-02-06", Locale.US);
// 给该方法传入“转换好的”参数，表示输入
methodJSR310((LocalDate) output);
}
public void methodJSR310(@DateTimeFormat(iso = DateTimeFormat.ISO.DATE) LocalDate localDate) {
System.out.println(localDate);
}
运行程序，输出：
输入：String -> LocalDate====================
2021-02-06
case3：方法返回值 + LocalDate类型。输入
@Test
public void test6() throws NoSuchMethodException {
AnnotationFormatterFactory annotationFormatterFactory = new Jsr310DateTimeFormatAnnotationFormatterFactory();
// 拿到方法返回值类型
Method method = this.getClass().getDeclaredMethod("method1JSR310");
DateTimeFormat annotation = method.getAnnotation(DateTimeFormat.class);
Class<?> type = method.getReturnType();
// 输出：
System.out.println("输出：LocalDate -> 时间格式的String====================");
Printer printer = annotationFormatterFactory.getPrinter(annotation, type);
LocalDate returnValue = method1JSR310();
System.out.println(printer.print(returnValue, Locale.US));
}
@DateTimeFormat(iso = DateTimeFormat.ISO.DATE)
public LocalDate method1JSR310() {
return LocalDate.now();
}
完美。
NumberFormatAnnotationFormatterFactory
对应的格式化器API是：org.springframework.format.number.AbstractNumberFormatter
的三个子类
@since 3.0。直奔主题，源码喽几眼：
有了上面的“经验”，此part不用解释了吧。
①：@NumberFormat可以标注在Number的子类型上，并生成对应的格式化器处理。
底层实现：实际的格式化动作Printer/Parser如下图所示，全权委托给前面已介绍过的格式化器来完成，就不做过多介绍啦。有知识盲区的可乘坐电梯前往本系列前面文章查看~
使用示例
@NumberFormat支持标注在多种类型上，如小数、百分数、钱币等等，由于文上已做好了铺垫，所以这里只给出个简单使用案例即可，举一反三。
@Test
public void test2() throws NoSuchMethodException, ParseException {
AnnotationFormatterFactory annotationFormatterFactory = new NumberFormatAnnotationFormatterFactory();
// 获取待处理的目标类型（方法参数、字段属性、方法返回值等等）
Method method1 = this.getClass().getMethod("method2", double.class);
Parameter parameter = method1.getParameters()[0];
NumberFormat annotation = parameter.getAnnotation(NumberFormat.class);
Class<?> fieldType = parameter.getType();
// 1、根据注解和field类型生成一个解析器，完成String -> LocalDateTime
Parser parser = annotationFormatterFactory.getParser(annotation, fieldType);
// 2、模拟转换动作，并输出结果
Object result = parser.parse("11%", Locale.US);
System.out.println(result.getClass());
System.out.println(result);
}
public void method2(@NumberFormat(style = NumberFormat.Style.PERCENT) double d) {
}
运行程序，输出：
class java.math.BigDecimal
0.11
完美的将11%
这种百分数数字转换为BigDecimal了。至于为何是BigDecimal类型而不是double，那都在PercentStyleFormatter里了。
总结
这两个注解更像是高层抽象：模糊掉开发者的使用成本，能够达到的效果是：
@DateTimeFormat：日期时间类型的格式化，找我就够了 @NumberFormat：数字类型的格式化，找我就够了
这两个由于过于常用Spring内置提供了，若你有特殊需求，Spring也提供了钩子，可以自定义注解 + 扩展AnnotationFormatterFactory
接口来实现。注解 + 工厂类组合在一起像是一个分发器，模糊掉类型上的差异，让使用者有统一感受。
有了本系列前面知识的铺垫，本文一路读下来毫不费力，底层基础决定上层建筑。这些都是在Spring MVC场景下使用的这些注解的底层原理，本系列对其抽丝剥茧后，那些使用上的问题自当无师自通，迎刃而解。
当然喽，在实际应用中不可能像本例一样这样编码实现，开发者应该只需知道注解使用在哪即可。既然要方便，那就需要整合。下篇文章将继续了解Spring是如何将此功能整合进注册中心，大大简化使用方式的。
本文思考题
本文所属专栏：Spring类型转换，后台回复专栏名即可获取全部内容，已被https://www.yourbatman.cn收录。
看完了不一定懂，看懂了不一定会。来，文末3个思考题帮你复盘：
传入Long类型时间戳，如何能支持自动封装到Date类型？ @DateTimeFormat一般用于Controller层？那么它能用在Service层吗？如何做？ 为什么并不建议在Service/Dao层使用@DateTimeFormat等注解呢？
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A哥(YourBatman)
：Spring Framework开源贡献者，Java架构师，领域专家。文章不标题党，不哗众取宠，每篇文章都成系列去系统的攻破一个知识点，每个系列可能是全网最佳/唯一。注重基本功修养，底层基础决定上层建筑。现有IDEA系列、Spring N多系列、Bean Validation系列、日期时间系列......关注免费获取
