Java中的时间、时区和夏令时

相关概念

时区

时区是地球上的区域使用同一个时间定义。以前，人们通过观察太阳的位置（时角）决定时间，这就使得不同经度的地方的时间有所不同（地方时）。1863年，首次使用时区的概念。时区通过设立一个区域的标准时间部分地解决了这个问题。世界各个国家位于地球不同位置上，因此不同国家的日出、日落时间必定有所偏差。这些偏差就是所谓的时差。

 

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。

实际时区

         但是，为了避开国界线，有的时区的形状并不规则，而且比较大的国家以国家内部行政分界线为时区界线，这是实际时区，即法定时区。

本初子午线

英语：Prime meridian，即0度经线，亦称格林威治子午线、格林尼治子午线或本初经线，是经过英国格林尼治天文台的一条经线（亦称子午线）。本初子午线的东西两边分别定为东经和西经，于180度相遇。

国际日期变更线

         英语：InternationalDate Line，又名国际日界线、国际换日线或国际日期线，这条子午线由于穿越陆地，而在陆地变更日期既不方便也不可行，故实际使用的国际换日线是一条基本上只经过海洋表面的折线（见附图）。

为了解决日期紊乱问题，大体以180度经线为日界线；由于照顾行政区域的统一，日界线并不完全沿180°的子午线划分，而是绕过一些岛屿和海峡：由北往南通过白令海峡和阿留申、萨摩亚、斐济、汤加等群岛到达新西兰的东边。

         须注意的是，是由东向西越过此线，(从0hr到24hr)日期需加一天；由西向东越过此线，(从24hr到0hr)日期需减一天；如：于2011年4月8日15:45向东航行跨过此线，时间应变为2011年4月7日15:45。原理是从零度经线所在时区向东每跨 1 个区间时钟就拨快 1 小时, 而向西每跨 1 个区间时钟就拨慢 1 小时, 如此一来, 到了另一端经线 180 度附近, 就会有 24 小时的落差。为了平衡此一误差, 人们因而订定了国际换日线。

UTC

协调世界时，又称世界标准时间或世界协调时间，简称UTC（从英文“Coordinated Universal Time”／法文“Temps UniverselCoordonné”而来），是最主要的世界时间标准，其以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于格林尼治标准时间。

GMT

世界时UT即格林尼治时间，格林尼治所在地的标准时间。

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）开始所经过的秒数，不考虑闰秒。

 

夏令时

夏时制，夏时令（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，可以使人早起早睡，减少照明量，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。

    夏令时为一个时间段，一般在进入时刻将时钟调快一小时（例如2:00调为3:00），在退出时刻将时钟调慢一小时（例如3:00调为2:00）。

常用Java对时间的处理

本地时间

本地时间是一个相对概念，不同时区的8:00并不是同一个时刻。

从编码的角度去理解为UTC的1970年1月1日00:00:00这一时刻，加上经过的时间差（两个时刻间的时间偏移量），再换算为当前时区时间。

与Unix Time（UTC的1970年1月1日00:00:00）的时间差，是时间偏移的绝对值，这个值本身没有时区属性，是进行时间转换的基准（重要）。

java.util.Date

Date本质上就是相对UnixTime的毫秒数，这一点从其构造函数上可以看出来：

public Date() {         this(System.currentTimeMillis()); }   public Date(longdate) {         fastTime =date; }

 

那么为什么Date().toString()会有时区属性呢（例如：“TueFeb 02 09:59:25 CST 2016”），可以通过阅读其toString方法得到答案。

待补充

System.currentTimeMillis()

当前时刻与Unix Time的偏移毫秒数绝对值，与时区无关。

不同时区对同一时间的展示

java.text.SimpleDateFormat

Parse

为了避免理解混乱，我们在下面代码中明确设置两个时区相关属性，以下代码打印出来的结果是什么?

public static void main(String[] args) throws Exception {     // 系统默认的时区，影响date.toString()打印的展示结果     TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));       String strTime = "2016-02-01 18:41:30";     dateParseTest("UTC", strTime);     dateParseTest("Asia/Shanghai", strTime); }   private static void dateParseTest(String timeZoneId, String strTime) throws Exception {     SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");       // 指定传入的yyyyMMdd是哪个时区的时间     sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(timeZoneId));       Date time = sdf.parse(strTime);     System.out.println(time); }

 

打印结果：

Tue Feb 02 02:41:30 CST 2016 Mon Feb 01 18:41:30 CST 2016

 

 

将系统默认时区改为UTC，结果如何呢

public static void main(String[] args) throws Exception {     // 系统默认的时区，影响date.toString()打印的展示结果     TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("UTC"));         String strTime = "2016-02-01 18:41:30";     dateParseTest("UTC", strTime);     dateParseTest("Asia/Shanghai", strTime); }   private static void dateParseTest(String timeZoneId, String strTime) throws Exception {     SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");       // 指定传入的yyyyMMdd是哪个时区的时间     sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(timeZoneId));       Date time = sdf.parse(strTime);     System.out.println(time); }

 

打印结果：

Mon Feb 01 18:41:30 UTC 2016 Mon Feb 01 10:41:30 UTC 2016

 

上面两个例子可以得出结论：

1.      sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(timeZoneId));指定待解析的时间是哪个时区的时间。

2.      TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("timeZoneId"));指定系统默认时区，影响Date.toString的打印。

 

Format

public static void main(String[] args) throws Exception {       long now = 1454381552647L;     TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));     System.out.println(new Date(now));             TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("UTC"));     System.out.println(new Date(now));             dateFormatTest("UTC", now);     dateFormatTest("Asia/Shanghai", now); }     private static void dateFormatTest(String timeZoneId, long timeMillis) throws Exception {     SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");               // 指定解析出来的时间所属时区     sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(timeZoneId));            String strTime = sdf.format(new Date(timeMillis));     System.out.println(strTime); }

 

打印结果：

Tue Feb 02 10:52:32 CST 2016 Tue Feb 02 02:52:32 UTC 2016 2016-02-02 02:52:32.647 2016-02-02 10:52:32.647

 

结论：

1.      sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(timeZoneId));指定格式化出来的时间是哪个时区的。

 

java.util.Calendar

Calendar本质上与Date类似，是相对于UnixTime的毫秒数，这一点从其setTime()方法可以看出来：

public final void setTime(Date date) {     setTimeInMillis(date.getTime()); }

 

cal.setTimeZone()作用是指定Calendar以什么时区的形式展示日历。

public static void main(String[] args) throws Exception {       Date time = new Date(1454381552647L);             // 系统默认时区为Asia/Shanghai，就不举其他时区的例子了     System.out.println(time);             Calendar cal = Calendar.getInstance();     cal.setTime(time);             cal.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("UTC"));     System.out.println(cal.get(Calendar.HOUR));             cal.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));     System.out.println(cal.get(Calendar.HOUR)); }

 

结果：

Tue Feb 02 10:52:32 CST 2016 2 10

 

Java对夏令时的展示

Java的jdk在Date的toString中已经包含夏令时的计算，以下代码可以印证：

public static void main(String[] args) throws Exception {     SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");      String sTime = "1986-09-13 22:00:00";     sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));     TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));             Date time = sdf.parse(sTime);     System.out.println(time.getTime());     System.out.println(time);             Calendar cd = Calendar.getInstance();     cd.setTime(time);             // 2小时以后是几点？     cd.add(Calendar.HOUR, 2);      time = cd.getTime();             System.out.println("------------------------------");     System.out.println(time.getTime());     System.out.println(time); }

 

打印结果:

527000400000 Sat Sep 13 22:00:00 CDT 1986 ------------------------------ 527007600000 Sat Sep 13 23:00:00 CST 1986

 

中华人民共和国在1986年~1991年实行了夏令时制度，每年夏令时实行时间如下：

1986年5月4日至9月14日（1986年因是实行夏令时的第一年，从5月4日开始到9月14日结束） 1987年4月12日至9月13日， 1988年4月10日至9月11日， 1989年4月16日至9月17日， 1990年4月15日至9月16日， 1991年4月14日至9月15日。

 

上面代码中1986-09-1322:00:00加上2小时，应该变为1986-09-13 24:00:00（或者1986-09-14 00:00:00），但由于在9月14日零点退出夏令时，时钟向后调整1小时，实际变为1986-09-13 23:00:00。

注意：从9月14日零点退出夏令时，java的Date.toString打印的时区也从CDT恢复为CST( ChinaStandard Time UT+8:00)。

 

如何得到供展示的时间格式？

通过上面种种分析，我们得到结论，各种接口、模块、系统间，最不容易出现误解的针对时间的参数传递方式，就是传递相对Unix Time的毫秒数。

那么我们如何从毫秒数格式化为需要的展示形式呢？（明显直接Date.toString不能满足各种格式需要）

假设需求为：展示时间格式为“5:23AM,February 2 2016”并且在夏令时的情况下，展示为“5:23AM, February 2 2016 DST”，代码如何实现呢。

以下为样例代码：

public static void main(String[] args) throws Exception {     // 该时间为Sat Sep 13 22:00:00 CDT 1986（在中国的夏令时中）     Date time = new Date(527000400000L);             // 明确当前系统时区，Date.toString会打印为该时区时间     TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));       System.out.println(time);             // 将这个时间格式化为Asia/Shanghai时区的展示形式（在夏令时中）     formatDst(time, "Asia/Shanghai");             // 将这个时间格式化为GMT+8时区的展示形式（无夏令时）     formatDst(time, "GMT+8");             // 将这个时间格式化为UTC时区的展示形式（无夏令时）     formatDst(time, "UTC"); }   private static void formatDst(Date time, String timeZoneId) {     SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("H:ma, MMMM d yyyy",             Locale.US);       TimeZone tz = TimeZone.getTimeZone(timeZoneId);     sdf.setTimeZone(tz);     String strTime = sdf.format(time);       // 判断该时间在tz时区中是否处于夏令时中     if (tz.inDaylightTime(time))     {         strTime = strTime + " DST";     }             System.out.println(strTime); }

 

打印结果：

Sat Sep 13 22:00:00 CDT 1986 22:0PM, September 13 1986 DST 21:0PM, September 13 1986 13:0PM, September 13 1986

 

附件

时区分布图

Java时间格式化常用缩写

http://blog.csdn.net/beauty9235/article/details/2033133