沈阳尚软科技有限公司java教程之Java时间转换的方法

系统开发过程中常因为时间参数的存储和呈现方式的问题产生争议,再加上考虑不同时区的时间在同一系统存储和展示的情况更为复杂。通常的设计方案是:存储的时候,为了不让数据混乱,统一按照UTC+00:00时区的毫秒级长整型数字时间戳来存储;展示的时候,为了让用户方便,按照用户关注的时区来呈现时间,如:“年-月-日 时:分:秒”。

  那么,第一个问题来了。用户关注的时区究竟如何选取呢?难道就一定是用户所在地的时区吗?!

  第二个问题,是Java本身的规则一手造成的。比如:1436013000000,这个时间戳是UTC+00:00时区“2015-07-04 12:30:00”对应的毫秒级长整型数字时间戳。在C++当中,无论我们用的计算机配置为何时区,双向转换的结果会是一致的。但如果用Java,转换结果也是关于计算机时区配置的。比如:我们的计算机时区配置为UTC+00:00时区,根据1436013000000这个数字时间戳转换得到的时间就会是“2015-07-04 12:30:00”;如果我们的计算机时区配置为UTC+08:00时区,根据1436013000000这个数字时间戳转换得到的时间就会是“2015-07-04 20:30:00”。Java在这个转换过程中自动为这个参数加上东8区28800000毫秒的时区偏移量。从时间向数字时间戳的转换过程中,Java又会自动为这个参数减掉28800000毫秒。

  表面上看起来Java的这个机制很人性化。实则不然,如果运行系统的服务器部署在不同时区的话,麻烦就来了。服务器部署的时区直接影响了时间参数的转换结果。

  本文,我就对这两个问题给出一个解决方案。大家可以参考,但是遇到不同情况,建议按照用户的真实需求,具体问题具体分析。

1 理论时区

  理论时区以被15整除的子午线为中心,向东西两侧延伸7.5度,即每15°划分一个时区,这是理论时区。理论时区的时间采用其中央经线(或标准经线)的地方时。所以每差一个时区,区时相差一个小时,相差多少个时区,就相差多少个小时。东边的时区时间比西边的时区时间来得早。为了避免日期的紊乱,提出国际日期变更线的概念。

 

2 夏令时

  夏令时(DaylightSaving Time:DST),又称“日光节约时制”和“夏令时间”,是一种为节约能源而人为规定地方时间的制度,在这一制度实行期间所采用的统一时间称为“夏令时间”。一般在天亮早的夏季人为将时间提前一小时,以充分利用光照资源,从而节约照明用电。各个采纳夏时制的国家具体规定不同。目前全世界有近110个国家每年要实行夏令时。

3 Unix Time

  Unix时间戳(英文为Unix epoch, Unix time, POSIX time 或 Unix timestamp)是从1970年1月1日(UTC/GMT的午夜00:00:00)开始所经过的毫秒数,不考虑闰秒。也就是说,1970-1-100:00:00的数字时间戳是0,当前时间的数字时间戳是此时此地的时间相距1970-1-100:00:00的毫秒数。相同的计算规则,但在不同的编程语言中的实现仍有差别,以C++和Java为例。C++认为时间是0时区的,而Java计算是带着系统时区的。

4 时间转换问题解决方案

  解决第一个问题,方案引入了一个“工程时区”的概念,含义是时间展示的时区标准,也就是说用户查看的时间按照工程时区来展示“年-月-日 时:分:秒”。

  解决第二个问题,需要一个转换方法自动屏蔽运行代码的计算机所带时区的影响。无论系统部署在哪里,系统都要能够准确呈现关注对象所在地的时间(不以用户所在地/系统部署地的时区为转移)。因为关注对象的信息才是用户真正关注的。

  将关注对象所在地的时间“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”转换为UTC+0的毫秒级整型时间戳,关注对象所在地时区最好与工程时区相同,但如果关注对象所在范围跨时区,关注对象所在地时区与工程时区也可以不同,但这样呈现的时间数据会与输入有差别,其含义是与关注对象持续时间同时刻的工程时区的时间。

  举例说明,场景:用户在雅典(东2区),预定一张从北京(东8区)飞往夏威夷(西10区)的机票。订票系统部署在纽约(西5区)。系统处理规则:起飞地点是北京,那么系统呈现的起飞时间,当然应该标注清楚北京(东8区)的时间“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”;抵达地点是夏威夷,系统呈现的预计到达时间,当然应该标注清楚夏威夷(西10区)的时间“yyyy-MM-dd HH:mm:ss”。系统呈现的时间与用户订票位置——雅典(东2区)的时区、系统部署位置——纽约(西5区)无关。

  验收标准:不论时间数据按照哪个时区输入,存储为GMT/UTC+0时区同时刻的毫秒级整型时间戳,用户能够感知到的时间都按照工程时区来呈现和输出。

5 示例

  代码示例只为说明问题,不好勿喷。

1)Java8之前的解决方案

(1)转换工具类——DateTimeUtil

package dateTime;

import java.text.DateFormat;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Calendar;

import java.util.Date;

import org.apache.commons.lang.StringUtils;

 

public class DateTimeUtil

{

    /**

     * datetime format

     */

    public static final String YMDHMS = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";

 

    /**

     * REGEX_DATETIME

     */

    private static final String REGEX_DATETIME = "^((\\d{2}(([02468][048])|([13579][26]))[\\-]?"

            + "((((0?[13578])|(1[02]))[\\-]?((0?[1-9])|([1-2][0-9])|(3[01])))"

            + "|(((0?[469])|(11))[\\-]?((0?[1-9])|([1-2][0-9])|(30)))"

            + "|(0?2[\\-]?((0?[1-9])|([1-2][0-9])))))"

            + "|(\\d{2}(([02468][1235679])|([13579][01345789]))[\\-]?"

            + "((((0?[13578])|(1[02]))[\\-]?((0?[1-9])|([1-2][0-9])|(3[01])))"

            + "|(((0?[469])|(11))[\\-]?((0?[1-9])|([1-2][0-9])|(30)))"

            + "|(0?2[\\-]?((0?[1-9])|(1[0-9])|(2[0-8]))))))" + "\\s"

            + "(((0?[0-9])|(1[0-9])|(2[0-3]))\\:([0-5]?[0-9])((\\s)|(\\:([0-5]?[0-9]))))?$";

 

    /**

     * convertToUtcTimeStamp<br>

     * 将关注对象所在地的时间"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"转换为UTC+0的毫秒级整型时间戳

     * 关注对象所在地时区最好与工程时区相同,

     * 但如果关注对象所在范围跨时区,关注对象所在地时区与工程时区也可以不同,

     * 但这样呈现的时间数据会与输入有差别,其含义是与关注对象持续时间同时刻的工程时区的时间。

     * 时间处理原则:不论时间数据按照哪个时区输入,

     * 存储为UTC+0时区同时刻的毫秒级整型时间戳,用户能够感知到的时间都按照工程时区来呈现。

     * @param strDateTime 关注对象所在地的时间"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"

     * @param iTimeZoneInMilliSec 关注对象所在地时区偏移量(毫秒级整型时间戳)

     * @param iDstInMilliSec 关注对象所在地夏令时偏移量(毫秒级整型时间戳)

     * @return UTC+0的毫秒级整型时间戳

     */

    public static long convertToUtcTimeStamp(String strDateTime,

                                             long iTimeZoneInMilliSec,

                                             long iDstInMilliSec)

    {

        if (StringUtils.isEmpty(strDateTime) || !strDateTime.matches(REGEX_DATETIME))

        {

            return 0L;

        }

 

        Date oTime = null;

        try

        {

            oTime = parseToDate(strDateTime);

        }

        catch (Exception e)

        {

            e.getMessage();

        }

 

        long iTimeStamp = 0L;

        if (null != oTime)

        {

            iTimeStamp = oTime.getTime();

        }

 

        Calendar oCalendar = Calendar.getInstance(); // 获取当前日历对象

        long iServerTimeZoneOffset = oCalendar.get(Calendar.ZONE_OFFSET); // 获取当前时区偏移量

        long iServerDSTOffset = oCalendar.getTimeZone().getDSTSavings(); // 获取当前夏令时偏移量

 

        // 计算UTC+0的毫秒级整型时间戳

        long iUtcTimeStamp = iTimeStamp + iServerTimeZoneOffset + iServerDSTOffset

                - iTimeZoneInMilliSec - iDstInMilliSec;

 

        return iUtcTimeStamp;

    }

 

    /**

     * convertToPrjDateTime<br>

     * 将UTC+0的毫秒级整型时间戳转换为工程时区的时间"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"<br/>

     * @param iUtcTimeStamp UTC+0的毫秒级整型时间戳

     * @param iPrjTimeZoneInMilliSec 工程时区偏移量(毫秒级整型时间戳)

     * @param iPrjDstInMilliSec 工程夏令时偏移量(毫秒级整型时间戳)

     * @return 工程时区的时间"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"

     */

    public static String convertToPrjDateTime(long iUtcTimeStamp,

                                              long iPrjTimeZoneInMilliSec,

                                              long iPrjDstInMilliSec)

    {

        Calendar oCalendar = Calendar.getInstance(); // 获取当前日历对象

        long iServerTimeZoneOffset = oCalendar.get(Calendar.ZONE_OFFSET); // 获取当前时区偏移量

        long iServerDSTOffset = oCalendar.getTimeZone().getDSTSavings(); // 获取当前夏令时偏移量

 

        // 计算工程时区的时间

        String strPrjDateTime = "";

        Date oPrjDateTime = new Date(iUtcTimeStamp - iServerTimeZoneOffset - iServerDSTOffset

                + iPrjTimeZoneInMilliSec + iPrjDstInMilliSec);

        strPrjDateTime = dateFormat(YMDHMS, oPrjDateTime);

        return strPrjDateTime;

    }

 

    /**

     * parseToDate

     * @param value TimeStamp / 年-月-日 时:分:秒

     * @return Date

     * @throws Exception

     */

    private static Date parseToDate(String value) throws Exception

    {

        Date date = null;

        try

        {

            Long dataValue = Long.valueOf(value);

            date = new Date(dataValue);

        }

        catch (Exception e)

        {

            date = parseDate(value, YMDHMS);

        }

        return date;

    }

 

    /**

     * parseDate

     * @param strDate 年-月-日 时:分:秒

     * @param strFormat yyyy-MM-dd HH:mm:ss

     * @return Date

     * @throws Exception

     */

    private static Date parseDate(String strDate, String strFormat) throws Exception

    {

        if (StringUtils.isEmpty(strFormat))

        {

            strFormat = YMDHMS;

        }

        DateFormat sdf = new SimpleDateFormat(strFormat);

        return sdf.parse(strDate);

    }

 

    /**

     * dateFormat

     * @param strFormat yyyy-MM-dd HH:mm:ss

     * @param oDate Date

     * @return 年-月-日 时:分:秒

     */

    private static String dateFormat(String strFormat, Date oDate)

    {

        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(strFormat);

        String strDate = sdf.format(oDate);

        return strDate;

    }

}

 

(2)转换Demo——DateTimeTest

package DateTimeTest;

 

public class DateTimeTest

{

    publicstaticvoid main(String[] args)

    {

        new DateTimeTest();

    }

   

    public DateTimeTest()

    {

        testConvertDateTime();

    }

   

    /**

     * 测试日期时间转换不应该受到系统时区的影响。

     * 无论系统部署在哪个时区,都应该准确存储GMT时间戳,呈现工程时区下的年-月-日 时:分:秒

     */

    privatevoid testConvertDateTime()

    {

        String strDateTime01 = "2015-07-04 20:30:00";

        longiDateTime01 = DateTimeUtil.convertToUtcTimeStamp(strDateTime01, 28800000l, 0);

        System.out.println(iDateTime01);

       

        longiDateTime02 = 1436013000000L;

        String strDateTime02 = DateTimeUtil.convertToPrjDateTime(iDateTime02, 28800000l, 0);

        System.out.println(strDateTime02);

    }

}

 

2)Java8之后的解决方案

(1)转换工具类——ZonedDateTimeUtil

package dateTime;

 

import org.apache.commons.lang.StringUtils;

 

import java.time.Instant;

import java.time.LocalDateTime;

import java.time.ZoneId;

import java.time.ZonedDateTime;

import java.time.format.DateTimeFormatter;

 

public class ZonedDateTimeUtil {

 

    public static enum EnumDateTimeFormatter {

        YMDHMS("yyyy-MM-dd HH:mm:ss", 1),

        YMD("yyyy-MM-dd", 2),

        HMS("HH:mm:ss", 3);

 

        String name = "";

        int index = 0;

 

        private EnumDateTimeFormatter(String name, int index) {

            this.name = name;

            this.index = index;

        }

 

        public String getInfo() {

            return this.name;

        }

 

    }

 

    public static enum EnumZone {

        ZONE_0("+00:00", 0),

        ZONE_EAST1("+01:00", 1),

        ZONE_EAST2("+02:00", 2),

        ZONE_EAST3("+03:00", 3),

        ZONE_EAST4("+04:00", 4),

        ZONE_EAST5("+05:00", 5),

        ZONE_EAST6("+06:00", 6),

        ZONE_EAST7("+07:00", 7),

        ZONE_EAST8("+08:00", 8),

        ZONE_EAST9("+09:00", 9),

        ZONE_EAST10("+10:00", 10),

        ZONE_EAST11("+11:00", 11),

        ZONE_EAST12("+12:00", 12),

        ZONE_EAST13("+13:00", 13),

        ZONE_WEST1("-01:00", 101),

        ZONE_WEST2("-02:00", 102),

        ZONE_WEST3("-03:00", 103),

        ZONE_WEST4("-04:00", 104),

        ZONE_WEST5("-05:00", 105),

        ZONE_WEST6("-06:00", 106),

        ZONE_WEST7("-07:00", 107),

        ZONE_WEST8("-08:00", 108),

        ZONE_WEST9("-09:00", 109),

        ZONE_WEST10("-10:00", 110),

        ZONE_WEST11("-11:00", 111),

        ZONE_WEST12("-12:00", 112);

 

        String name = "";

        int index = 0;

 

        private EnumZone(String name, int index) {

            this.name = name;

            this.index = index;

        }

 

        public String getInfo() {

            return this.name;

        }

    }

 

    /**

     * convertToUtcTimeStamp

     * 将关注对象所在地的时间"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"转换为UTC+0的毫秒级整型时间戳

     * <p>

     * 关注对象所在地时区最好与工程时区相同,

     * 但如果关注对象所在范围跨时区,关注对象所在地时区与工程时区也可以不同,

     * 但这样呈现的时间数据会与输入有差别,其含义是与关注对象持续时间同时刻的工程时区的时间。

     * 时间处理原则:不论时间数据按照哪个时区输入,

     * 存储为UTC+0时区同时刻的毫秒级整型时间戳,用户能够感知到的时间都按照工程时区来呈现和输出。

     *

     * @param strDateTime           关注对象所在地的时间"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"

     * @param enumDateTimeFormatter 时间格式

     * @param enumZone              工程时区

     * @return UTC+0的毫秒级整型时间戳

     */

    public static long convertToUtcTimeStamp(String strDateTime,

                                             EnumDateTimeFormatter enumDateTimeFormatter,

                                             EnumZone enumZone) {

        if (StringUtils.isEmpty(strDateTime)

                || null == enumDateTimeFormatter

                || null == enumZone) {

            return 0L;

        }

 

        long iDateTime = ZonedDateTime.parse(

                strDateTime,

                DateTimeFormatter.ofPattern(enumDateTimeFormatter.getInfo()).withZone(ZoneId.of(enumZone.getInfo())))

                .toInstant()

                .toEpochMilli();

 

        return iDateTime;

    }

 

    /**

     * convertToPrjDateTime

     * 将UTC+0的毫秒级整型时间戳转换为工程时区的时间"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"

     *

     * @param iDateTime             UTC+0的毫秒级整型时间戳

     * @param enumDateTimeFormatter 时间格式

     * @param enumZone              工程时区

     * @return 工程时区的时间"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"

     */

    public static String convertToPrjDateTime(long iDateTime,

                                              EnumDateTimeFormatter enumDateTimeFormatter,

                                              EnumZone enumZone) {

        if (null == enumDateTimeFormatter

                || null == enumZone) {

            return "";

        }

 

        String strDateTime = LocalDateTime.ofInstant(

                Instant.ofEpochMilli(iDateTime), ZoneId.of(enumZone.getInfo()))

                .format(DateTimeFormatter.ofPattern(enumDateTimeFormatter.getInfo()));

 

        return strDateTime;

    }

}

 

(2)转换Demo——ZonedDateTimeTest

package dateTime;

 

public class ZonedDateTimeTest {

    public static void main(String[] args) {

        new ZonedDateTimeTest();

    }

 

    public ZonedDateTimeTest() {

        test();

    }

 

    private void test() {

 

        String strDateTime01 = "2015-07-04 20:30:00";

        long iDateTime02 = 1436013000000L;

 

        // java8灏佽

        long iDateTime = ZonedDateTimeUtil.convertToUtcTimeStamp(strDateTime01,

                ZonedDateTimeUtil.EnumDateTimeFormatter.YMDHMS,

                ZonedDateTimeUtil.EnumZone.ZONE_EAST8);

        System.out.println(iDateTime);

 

        String strDateTime = ZonedDateTimeUtil.convertToPrjDateTime(iDateTime02,

                ZonedDateTimeUtil.EnumDateTimeFormatter.YMDHMS,

                ZonedDateTimeUtil.EnumZone.ZONE_EAST8);

        System.out.println(strDateTime);

 

        String strDateTime1 = ZonedDateTimeUtil.convertToPrjDateTime(iDateTime02,

                ZonedDateTimeUtil.EnumDateTimeFormatter.YMD,

                ZonedDateTimeUtil.EnumZone.ZONE_EAST8);

        System.out.println(strDateTime1);

 

        String strDateTime2 = ZonedDateTimeUtil.convertToPrjDateTime(iDateTime02,

                ZonedDateTimeUtil.EnumDateTimeFormatter.HMS,

                ZonedDateTimeUtil.EnumZone.ZONE_EAST8);

        System.out.println(strDateTime2);

    }

}

 

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