如何实现支持分数毫秒的Joda DateTime与Duration类型？

完全可行。Joda-Time的核心逻辑基于时间轴数值运算和ISO8601时间模型，只要将原有的long型毫秒时间戳替换为有理数（分数）存储，同时严格对齐Joda的时区、日历系统、不可变设计等核心特性，就能实现行为等效且保留所有便捷功能的自定义DateTime和Duration。

1. 底层有理数工具类 #

先实现一个轻量的Rational类作为基础，封装分数的存储与运算：

• 用两个long字段存储分子和正分母，确保始终保持最简形式（每次运算后用最大公约数GCD约分）。
• 实现加减乘除、比较、取整、转换为double/long等核心方法，覆盖所有时间运算场景。
• 边界处理：支持分母为1的整数场景（与Joda的long毫秒逻辑无缝兼容），超大数值场景可按需切换为BigInteger避免溢出（常规时间计算用long足够）。

示例核心结构：

public final class Rational {
    private final long numerator;
    private final long denominator;

    // 构造方法、约分逻辑实现
    public Rational add(Rational other) { /* 分数加法逻辑 */ }
    public Rational multiply(long scalar) { /* 分数乘整数逻辑 */ }
    public boolean isInteger() { return denominator == 1; }
    public long toLong() { /* 仅当isInteger()时返回，否则抛出异常或返回近似值 */ }
}

2. 自定义DateTime类 #

严格复刻Joda-Time的DateTime行为，仅替换时间戳存储：

• 核心字段：保留DateTimeZone、Chronology，将原long instant（毫秒数）替换为Rational instantSeconds（以秒为单位的有理数，精确到任意亚毫秒精度）。
• 对齐核心逻辑：
  • 时区转换、夏令时处理、闰年计算完全复用Joda的DateTimeZone和ISOChronology实现，不重新造轮子。
  • 所有便捷方法（plusDays()、minusHours()、withMonthOfYear()等）内部将时间单位转换为秒级有理数，再执行运算，逻辑与Joda完全一致。
• 不可变设计：所有修改方法返回新的DateTime实例，与Joda的线程安全特性保持一致。
• 格式化与解析：复用Joda的DateTimeFormatter，扩展解析逻辑支持亚毫秒精度（如yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss.SSSSSSSSS），格式化时自动输出对应精度的数值。

3. 自定义Duration类 #

替换Joda的long millis为有理数存储，复刻所有核心功能：

• 核心字段：用Rational durationSeconds存储持续时间（以秒为单位）。
• 运算方法：plus()、minus()、multipliedBy()直接调用有理数的对应运算；toStandardDays()等转换方法，将有理数除以对应单位的秒数（如1天=86400秒）得到结果。
• 兼容性：提供构造方法接受Joda的Duration或long毫秒数，自动转换为有理数（如millis → Rational(millis, 1000)）。

• 精度一致性：所有有理数运算后必须约分，避免分子分母膨胀导致性能下降或溢出。
• 接口兼容：实现Joda的ReadableDateTime、ReadableDuration接口，确保能无缝适配Joda的工具类（如DateTimeUtils）。
• 便捷特性保留：
  • 静态工厂方法：复刻DateTime.now()、Duration.standardSeconds(10)等常用方法，命名与行为完全对齐。
  • 链式调用：保持Joda的流畅API风格，所有修改方法返回新实例。

• 缓存常用有理数（如0秒、1毫秒、1天对应的分数），减少对象创建开销。
• 按需切换存储：当有理数可精确转换为long毫秒时，自动用long存储，提升运算速度；仅在需要亚毫秒精度时使用分子分母存储。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者milin