实践 --多时区下应用时间加减以及DB字段选择

国际业务往往比国内业务复杂很多,其中一点就是多时区,洛杉矶时间2019.11.3号,正值夏令时切换时踩了一把坑,该篇文章记录下问题,并给出多时区下时间操作比较合理的做法。

问题简介

背景

由于线上服务器采用的都是America/Los_Angeles时区,因此会涉及夏令时,夏令时的意思是在2019-11-3 02:00:00时会回拨1小时到2019-11-3 01:00:00,然后时钟继续,相当于当天会有25个小时,那么夏令时会带来哪些问题?

  1. 字符串时间无法反向转换为精确时间,比如 2019-11-3 01:30:00就无法转换为一个具体的unix timestamp,因为无法确定该时间点位于回拨前还是回拨后。
  2. 这一天不再是24小时,由于时间回拨了1小时,针对Los_Angeles这一天实际上有25个小时。
    这两点是导致本次问题的原因。

问题

问题复现代码如下所示,执行时需要把本地时间调整为America/Los_Angeles

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/**
* 错误的示例
* 本地时间为LA时区
*/
@Test
public void test() throws ParseException {
// 字符串一般都隐含时区问题,这里假定这个字符串为GMT+8时区
String gmt8Date = "20191104";

// 得到东八区下该时间戳,此时时间戳对应的为东八区 2019-11-04 00:00:00
FastDateFormat ymd = FastDateFormat.getInstance("yyyyMMdd", TimeZone.getTimeZone("GMT+8"));
Date gmtDateInstance = ymd.parse(gmt8Date);

// 时间减一,此时会受到本地时间影响, LA时区下20191103这一天有25个小时
Date date = DateUtils.addDays(gmtDateInstance, -1);

// format出来结果为20191102
String preDate = ymd.format(date);
}

问题的本质原因是我们大多数时候默认一天有24个小时,然而夏令时切换当天一天有25个小时,同样冬令时切换当天,一天会有23个小时,而出现问题的代码是DateUtils.addDays(gmtDateInstance, -1),减1天,需要判断当前一天到底多少个小时,而Apache的该工具类默认使用了本地时区来判断,导致这里实际上减了25个小时,因此再转到东八区时间为2019-11-02 23:00:00,也就是结果中的20191102

解决方案

找到原因了,自然很好解决,时间的加减需要感知到具体时区信息,解决方案是使用JDK8的ZoneDateTime。

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public Date addDay(Date date, int day) {
Instant instant = ZonedDateTime.ofInstant(date.toInstant(), this.pattern.getZone())
.plusDays(day)
.toInstant();
return new Date(instant.toEpochMilli());
}

ZoneDateTime在构建时已经包含了时区信息,因此加减会根据当前时间来判断具体的变化值。更多的代码可以参开我Github:DateFormat.java

JDK8已经相当普及,其增加的java.time相当优秀,新代码建议应该抛弃掉Date类,转抱Java8 Time,顺便这里分享下个人的Java8 Time笔记,希望对你有帮助.

应用与DB时区

db中常用的为TimeStamp以及Datetime两个字段,两者的区别如下:

  • Timestamp:以UTC时间戳作为内部存储,没有时区含义,仅仅是显示时会转换为对应时区时间字符串展示。
  • Datetime:以字符串常量形式存储,本质上隐含了写入时的时区信息,因此时区切换会造成隐藏时区丢失。

一个应用写入数据到DB过程中,需要经历以下三个模块

其中把MySQL当成服务端,那么应用以及MySQL驱动都可以作为客户端,客户端之间可以认为以Date类传输,Date类内部就是时间戳,因此不会发生时区丢失,那问题就变成了客户端与服务端之间时间是如何传输?通过Debug源码可以发现,客户端接收到的服务端范围为byte[]数组,使用String方法序列化后,为不带时区信息的yyyy-MM-dd HH:mm:ss字符串, 详细代码可以参考com.mysql.cj.protocol.a.MysqlTextValueDecoder#getTimestamp。客户端与服务端之间通过字符串传输,字符串默认隐含时区,因此会发生时间丢失,搞明白了传输,那么网上最常见的几种错误例子就很好懂了。

MySQL写入时间延迟8小时?

针对这种情况,一般有两种可能性,第一种应用时区GMT+8,MySQL驱动时区没有配置或者也是GMT+8,MySQL时区为UTC,那么传输流程如下图,因为客户端与服务端是字符串传输,导致时区丢失,最终写入时间则延迟8小时。

第二种情况,应用时区GMT+8, MySQL驱动时区UTC,MySQL时区为GMT+8,那么传输流程如下图,同样本质原因也是字符串传输丢失了时区信息。

该怎么解决

首先保证客户端服务端时区一致,一致的话,是最不会出问题的情况,也是最便于理解的情况,其次如果业务是多时区,那么字段尽量选择TimeStamp,存储时间戳,即使切换时区也不会受到影响,

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