java编程中遇到的时区与时间问题总结

最近在编程中遇到了时间与时区相关的问题,整理在这里

我的程序是一个在hadoop上运行的分布式程序,从mysql数据库中取数据,经过处理之后输出

一. 基本概念

时区 :time zone 1884年国际经线会议规定,全球按经度分为24个时区,每区各占经度15°。

以本初子午线为中央经线的时区为零时区,由零时区向东、西各分12区,东、西12区都是半时区,共同使用180°经线的地方时。

CST :China Standard Time UTC+8:00 中国标准时间(北京时间),在东八区

UTC :Universal Time Coordinated,世界协调时间,又称世界标准时间、世界统一时间。UTC 提供了一种与时区无关(或非特定于时区)的时间。

世界上的所有时区都可以表示为 UTC 加上或减去一个偏移量。

因此,UTC是0时区的时间,如北京为早上八点(东八区),UTC时间就为零点,时间比北京时晚八小时

GMT :Greenwich Mean Time格林威治标准时间,指位于英国伦敦郊区的皇家格林尼治天文台的标准时间,因为本初子午线被定义在通过那里的经线。

Unix timestamp :Unix时间戳,或称Unix时间(Unix time)、POSIX时间(POSIX time),是一种时间表示方式,

定义为从格林威治时间(UTC/GMT的午夜)1970年01月01日00时00分00秒起至现在的总秒数。

可以这么说:

UTC和GMT几乎是同一概念,两者的区别是GMT是一个天文上的概念,UTC是基于原子钟。

GMT=UTC

GMT + 8 = UTC + 8 = CST

UTC+时间差=本地时间 (时间差东为正,西为负,东八区记为 +0800)

二. 从数据库取数据的过程

    mysql> select auction_id,starts from auctions where auction_id=88888; 
  +-------------+---------------------+
  | auction_id  | starts |
  +-------------+---------------------+
  | 88888       | 2011-10-24 20:32:58 | 
  +-------------+---------------------+
  1 row in set (0.00 sec)

  mysql> show columns from auctions;
  +--------------------------------+---------------+------+-----+---------+-------+
  | Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
  +--------------------------------+---------------+------+-----+---------+-------+
  |starts | datetime | YES | MUL | NULL | |

可见:数据库的时间字段starts存的是datetime类型,它是一个和时区相关的string(显然:string都是和时区相关的)

而且数据库是按照CST时区存的时间

程序中从数据库取数据用的sql语句:

  mysql> select auction_id,DATE_FORMAT(starts,'%Y%m%d%H%i%S') from auctions where auction_id=88888; 
  +-------------+------------------------------------+
  | auction_id  | DATE_FORMAT(starts,'%Y%m%d%H%i%S') |
  +-------------+------------------------------------+
  | 88888       | 20111024203258 | 
  +-------------+------------------------------------+
  1 row in set (0.00 sec)

这里只是简单的用DATE_FORMAT函数把datetime类型的starts字段转换为我们需要的格式 %Y%m%d%H%i%S 而已

三、java代码

看这样一段转换时间的java代码:

// 将字符串时间转化为秒数(yyyyMMddHHmmss)
     static public long getUnixTimestamp(String srcTime)
     {         
               SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmmss");
               Date result_date;
               long result_time = 0;
               try {  
               	        result_date = sdf.parse(srcTime);
      	                //返回的是毫秒数故除以1000
                        result_time = result_date.getTime()/1000;
               } catch (Exception e) {  
      	                //出现异常时间赋值为20000101000000
      	                result_time = 946684800;
               }
               return result_time;
      }

计算结果:

getUnixTimestamp("20111204212224") = 1323004944

说明:java.util.Date中的getTime函数定义如下:

java.util.Date代表一个时间点,其值为距公元1970年1月1日 00:00:00的毫秒数。所以它是没有时区和Locale概念的。

public long getTime() 返回自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 GMT 以来此 Date 对象表示的毫秒数

java中通过如下形式取得当前时间点:

Date now = new Date(); //这个时间点与本地系统的时区无关

而正因为其与时区的无关性,才使得我们的存储数据(时间)是一致的(时区一致性)。

一般的我们将now存储于数据库中,当我们需要展现数据时,将now格式化成想要的格式,如:2011-12-04 21:22:24

而这个功能一般交由java.text.DateFormat来实现。例如:

SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String snow = sdf.format(now);

我们发现snow是带时间(如2011-12-04 21:22:24)的字符串,那么 2011-12-04 21:22:24 这个时间是哪个时区的时间呢?

默认情况下,SimpleDateFormat 取得本地系统的时区(我的时区为GMT+8北京),然后按照 pattern(”yyyy-MM-dd HH:mm:ss”)格式化now,此时输出的就是 GMT+8 区的时间了。

如果想支持国际化时间,则先指定时区,然后再格式化date数据。例如:

  SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
  sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("GMT+8"));
  String snow = sdf.format(now); // snow = 2011-12-04 21:22:24
  sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("GMT+7"));
  String snow2 = sdf.format(now); // snow2 = 2011-12-04 20:22:24 (可见:东八区比东七区早一个小时)

另外,你可以通过如下代码修改本地时区信息:

TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("GMT+8"));

在windows操作系统中,是通过桌面右下角,也可以指定操作系统的时区。

在linux系统中,通过如下命令可以得到当前时区

[admin@localhost]$ date -R 
Sun, 04 Dec 2011 22:49:00 +0800

四、结论:

getTime()返回的已经是一个UTC的unix timestamp秒数了,与时区无关;而转换为字符串后,就和时区相关了
对于这个秒数,不同时区的人,按照自己所在的时区去解析,就可以得到正确的时间了

[admin@localhost]$ date -d @1323004944 
2011年 12月 04日 星期日 21:22:24 CST
[admin@localhost]$ date -d @1323004944 -u
2011年 12月 04日 星期日 13:22:24 UTC

对于涉及到时间转换的程序来说,如果代码里面没有强行指定时区,那就会依赖于操作系统的时区。

特别是对于分布式程序,如果不同机器上系统时区不一样,那就会出现不一致的数据了!

五、对unix timestamp和时区概念的曲解和误用

由于历史原因,发现程序中有这样一段代码:

    // 将字符串时间转化为秒数(yyyyMMddHHmmss),有8个小时的时差
     static public long getLongTime(String srcTime)
     {         
               SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmmss");
               Date result_date;
               long result_time = 0;
               try {  
               	        result_date = sdf.parse(srcTime);
      	                //返回的是毫秒数故除以1000
                        result_time = result_date.getTime()/1000 + 8 * 3600;  // 这里加了八个小时
               } catch (Exception e) {  
      	                //出现异常时间赋值为20000101000000
      	                result_time = 946684800;
               } 

               return result_time;
      }

计算结果:

getUnixTimestamp("20111204212224") = 1323033744

显然,这个时间比上面通过 getUnixTimestamp(“20111204212224”) = 1323004944 得到的时间多了8个小时

1323033744 - 1323004944 = 28800 = 8 * 3600 = 8h

如果用户将得到的 1323033744 按照自己所在的时区解析后得到的结果是:

[admin@localhost]$ date -d @1323033744 
2011年 12月 05日 星期一 05:22:24 CST

得到了一个完全错误的结果!

但如果用户将这个 1323033744 按照UTC时区来解析后得到的结果是:

[admin@localhost]$ date -d @1323033744 -u
2011年 12月 04日 星期日 21:22:24 UTC

为了方便对比,把 1323004944 的解析结果也拿来对比

[admin@localhost]$ date -d @1323004944
2011年 12月 04日 星期日 21:22:24 CST
[admin@localhost]$ date -d @1323004944 -u
2011年 12月 04日 星期日 13:22:24 UTC

可以看到,这个代码中得到的秒数时间是比UTC的unix timestamp秒数多了八个小时

这个时间 1323033744 可以理解为北京时区得到的秒数,但是不是unix timstamp时间!

unix timestamp秒数是与时区无关的,不管是在哪个时区得到的unix timestamp都是一样的

我们可以验证一下,用北京时间“20111204212224”减去“19700000000000”得到的秒数,就是 1323033744

  SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
  java.util.Date end = df.parse("2011-12-04 21:22:24");
  java.util.Date start = df.parse("1970-01-01 00:00:00");
  long delta = (end.getTime() - start.getTime())/1000;
  System.out.println("delta=" + delta); // delta=1323033744

或者用shell命令来求时间差

  [admin@localhost]$ date -d "2011-12-04 21:22:24" +%s
  1323004944
  [admin@localhost]$ date -d "1970-01-01 0:0:0" +%s 
  -28800
  [admin@localhost]$ date -d "2011-12-04 21:22:24" +%s -u
  1323033744
  [admin@localhost]$ date -d "1970-01-01 0:0:0" +%s -u 
  0

1323004944 + 28800 = 1323033744

对于东八区的人来说,1323033744 这个时间按照UTC时间可以解析正确。不能按照自己所在的时区去解析,不然就是错的

但是如果是东七区的人呢?需要按照UTC时间解析后,自己去减1个小时的时差,so ugly!

所以,用户在解析1323033744 这个数据的时候:

(1) 按照UTC时间来解析得到北京时间,然后根据时间差换算成自己所在时区的时间

(当然,一般都是在北京时区了,所以不用换算,按UTC时间来解析就能得到正确的时间)

(2) 将这个时间减去8小时得到unix timestamp,然后按照自己所在的时区去解析就可以了

总结:这段代码是对unix timestamp和时区的曲解和误用。

六、从数据库获取unix timestamp时间

其实从数据库是可以直接获取到unix timestamp时间的

mysql> select auction_id,unix_timestamp(starts)  from auctions where auction_id=88888;                                                    
 +-------------+------------------------+
 | auction_id  | unix_timestamp(starts) |
 +-------------+------------------------+
 | 88888       |             1319459578 | 
 +-------------+------------------------+
 1 row in set (0.02 sec)

七、参考

java.util.Date  http://www.jar114.com/jdk6/zh_CN/api/java/util/Date.html

关于java Date和时区的问题  http://blog.163.com/haizai219@126/blog/static/444125552009101924912981/

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