服务中的时区设置

遇到的问题：

A服务请求B服务的接口，接口参数包含一个日期参数time，time为时间戳，在java中为long类型。至于这个time参数，A服务是读库拿到一个datetime类型的字段，然后转成时间戳再请求B接口。

B服务把这个时间戳转为Date对象再格式化为yyyy-MM-dd HH:mm:ss后，却发现这个时间和数据库中对应时间差了8个小时。

背景知识：

要解决这个问题，我们需要对时区的概念有一些了解，同时知道时间戳和格式化的字符串的区别。

时区：

因为地球是自西向东转，不同地区的人看到日出的时刻是不一样的，为了沟通方便，如大家说吃早饭的时间，那都指代的是9点左右这个时候（虽然从宇宙的角度来说，这些9点不是同一时刻），地球被分为24个时区，相邻两个时区之间差一个小时。以英国的格林威治天文台为原点，划分了东12区和西12区，我国横跨了5个时区，但这5个时区都是用北京时间，而北京处于东8区。

关于时区的更多信息，可以参考李永乐老师的科普视频，或者某位仁兄的以下两篇文章：

各种时区概念

java中的时间处理

时间戳：

时间戳是一个数值，在java中可以通过Date对象的getTime方法来获得，类型为long, 它表示的是自格林威治时间（ GMT）1970年1月1日0点到现在所经过的毫秒数。
对一个特定时刻来说，全球的任何地方的时间戳都是一样的。

时间字符串：

不带时区信息的字符串，比如2021-07-25 10:00:00，这个时间其实不是个绝对时间，它不能指定一个特定时刻。想象自己站在高于地球的宇宙上空，在一个时刻看向地球，这时候北京的某位同学看到自己的表是2021-07-25 10:00:00，但其实日本东京的同学看到自己的表已经是2021-07-25 11:00:00了。
带有时区信息的字符串，如Fri Jul 23 00:26:54 GMT+08:00 2021，其中的GMT+8:00就表明了这个东八区的2021-07-23 00:26:54，这个时间字符串就可以定位到一个确定的时刻，虽然这个时刻在其他时区的表示方式可能就不是2021-07-23 00:26:54了。

服务链路中的时间处理：

在分析中，关于数据库中的datetime和java中的Date，我们可以简单化理解为：

数据库datetime字段，它存储的是一个格式为yyyy-MM-dd HH:mm:ss的字符串。
Date对象内部是用fastTime字段存了一个long类型的时间戳

所以，归根结底，我们需要分析的是在不同的节点，时间戳和时间字符串是如何转换的。

当出现时间差值的问题时，比如我们开头提到的例子时，我们该从何排查起呢？

首先我们需要了解，在我们的服务链路中，都有哪些地方可以设置时区：

数据库可设置时区
服务本身可设置时区，如不设置，取服务器时区（这个时间会影响服务中时间戳如何转为时间字符串）
服务与数据库连接可设置时区，如不设置，取数据库时区（这个时间会影响数据库中的datetime时间字符串如何转为时间戳）

下图是服务链路时间设置的梳理，这是一个非常典型的场景：

数据库时区设置为东8区，C服务负责写入数据，C本身时区设置为东8区，并且C的数据库连接也为东8区，C写入一个时间到数据库datetime字段，如2021-07-25 10:00:00，这个10点表示的是东8区的10点（可以理解为和时区相关的相对时间），它对应的时间戳（可以理解为绝对时间）为1627178400000。

A从库里取数据时，和java服务不同，它从数据库中拿出的datetime字段是一个字符串2021-07-25 10:00:00（没有mybatis这样的ORM框架去转化），然后把这个字符串再转为时间戳，但因为它的时区为GMT, 所以它把2021-07-25 10:00:00当做GMT时间去转化的，最终的时间戳就是1627178400000+8个小时的毫秒数。

然后A再用这个错误的时间戳去请求B服务，就出现了8个小时的差值。

补充实验：

数据库连接设置serverTimezone和服务本身JVM参数-Duser.timezone对服务从数据库读的时间的影响

实验设计，分别改变这两个值，观察从数据库中datetime字段解析出的Date对象，结果如下：

Date转换.png

从上图中可以看出，在数据库连接serverTimezone时区设置不变的情况下，解析出的时间戳都是一样的，所以serverTimezone反映的是从datetime怎样转化为毫秒数的规则。

在同一个时间戳，-Duser.timezone设置不同的情况下，Date格式后的时间字符串会不同，表中的字符串带了时区信息，但如果我们用yyyy-MM-dd HH:mm:ss来解析的话，同一时间戳格式化的字符串会不同，相当于图中的时间字符串去掉时区信息。-Duser.timezone反应的是服务中时间戳如何转换为时间字符串的规则。

数据库timezone设置的影响

在数据库中，我们最常使用的时间格式就是datetime和timestamp了，除了占用空间和表示范围的不同，他们还有一点不同是datetime的显示和时区无关，timestamp的显示时区有关，这是什么意思呢？

在数据库中datetime就是一个字符串2021-07-25 10:00:00，是没有时区信息的，就说了是这天的10点，没说哪个时区，所以到哪都一样，但timestamp在存储的时候，mysql会把它转化为UTC时间（可以理解为绝对时间，同时间戳的概念），在展示的时候在根据数据库的时区设置，来展示具体的时区相关的年月日时分秒。

假如一个数据库，最开始的时区设置是time_zone=+8:00，我们建一个测试表结构如下：

CREATE TABLE `test_time`
(
    `id`              bigint(20)                              NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增id',
    `createTime`      datetime                                NOT NULL COMMENT '创建时间',
    `updateTime`      timestamp                               NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '最后修改时间',
    PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4
  COLLATE = utf8mb4_unicode_ci COMMENT ='时间测试';

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