Java中的時間、時區和夏令時
相關概念
時區
時區是地球上的區域使用同一個時間定義。以前，人們通過觀察太陽的位置（時角）決定時間，這就使得不同經度的地方的時間有所不同（地方時）。1863年，首次使用時區的概念。時區通過設立一個區域的標準時間部分地解決了這個問題。世界各個國家位於地球不同位置上，因此不同國家的日出、日落時間必定有所偏差。這些偏差就是所謂的時差。
理論時區
理論時區以被15整除的子午線為中心，向東西兩側延伸7.5度，即每15°劃分一個時區，這是理論時區。理論時區的時間採用其中央經線（或標準經線）的地方時。所以每差一個時區，區時相差一個小時，相差多少個時區，就相差多少個小時。東邊的時區時間比西邊的時區時間來得早。為了避免日期的紊亂，提出國際日期變更線的概念。
實際時區
但是，為了避開國界線，有的時區的形狀並不規則，而且比較大的國家以國家內部行政分界線為時區界線，這是實際時區，即法定時區。
本初子午線
英語：Prime meridian，即0度經線，亦稱格林威治子午線、格林尼治子午線或本初經線，是經過英國格林尼治天文臺的一條經線（亦稱子午線）。本初子午線的東西兩邊分別定為東經和西經，於180度相遇。
國際日期變更線
英語：InternationalDate Line，又名國際日界線、國際換日線或國際日期線，這條子午線由於穿越陸地，而在陸地變更日期既不方便也不可行，故實際使用的國際換日線是一條基本上只經過海洋表面的折線（見附圖）。
為了解決日期紊亂問題，大體以180度經線為日界線；由於照顧行政區域的統一，日界線並不完全沿180°的子午線劃分，而是繞過一些島嶼和海峽：由北往南通過白令海峽和阿留申、薩摩亞、斐濟、湯加等群島到達紐西蘭的東邊。
須注意的是，是由東向西越過此線，(從0hr到24hr)日期需加一天；由西向東越過此線，(從24hr到0hr)日期需減一天；如：於2011年4月8日15:45向東航行跨過此線，時間應變為2011年4月7日15:45。原理是從零度經線所在時區向東每跨 1 個區間時鐘就撥快 1 小時, 而向西每跨 1 個區間時鐘就撥慢 1 小時, 如此一來, 到了另一端經線 180 度附近, 就會有 24 小時的落差。為了平衡此一誤差, 人們因而訂定了國際換日線。
UTC
協調世界時，又稱世界標準時間或世界協調時間，簡稱UTC（從英文“Coordinated Universal Time”／法文“Temps UniverselCoordonné”而來），是最主要的世界時間標準，其以原子時秒長為基礎，在時刻上儘量接近於格林尼治標準時間。
GMT
世界時UT即格林尼治時間，格林尼治所在地的標準時間。
Unix Time
Unix時間戳（英文為Unix epoch, Unix time, POSIX time 或 Unix timestamp）
是從1970年1月1日（UTC/GMT的午夜）開始所經過的秒數，不考慮閏秒。
夏令時
夏時制，夏時令（DaylightSaving Time：DST），又稱“日光節約時制”和“夏令時間”，是一種為節約能源而人為規定地方時間的制度，在這一制度實行期間所採用的統一時間稱為“夏令時間”。一般在天亮早的夏季人為將時間提前一小時，可以使人早起早睡，減少照明量，以充分利用光照資源，從而節約照明用電。各個採納夏時制的國傢俱體規定不同。目前全世界有近110個國家每年要實行夏令時。
夏令時為一個時間段，一般在進入時刻將時鐘調快一小時（例如2:00調為3:00），在退出時刻將時鐘調慢一小時（例如3:00調為2:00）。
常用Java對時間的處理
本地時間
本地時間是一個相對概念，不同時區的8:00並不是同一個時刻。
從編碼的角度去理解為UTC的1970年1月1日00:00:00這一時刻，加上經過的時間差（兩個時刻間的時間偏移量），再換算為當前時區時間。
與Unix Time（UTC的1970年1月1日00:00:00）的時間差，是時間偏移的絕對值，這個值本身沒有時區屬性，是進行時間轉換的基準（重要）。
java.util.Date
Date本質上就是相對UnixTime的毫秒數，這一點從其建構函式上可以看出來：
public Date() {
this(System.currentTimeMillis());
}
public Date(longdate) {
fastTime =date;
}
那麼為什麼Date().toString()會有時區屬性呢（例如：“TueFeb 02 09:59:25 CST 2016”），可以通過閱讀其toString方法得到答案。
待補充
System.currentTimeMillis()
當前時刻與Unix Time的偏移毫秒數絕對值，與時區無關。
不同時區對同一時間的展示
java.text.SimpleDateFormat
Parse
為了避免理解混亂，我們在下面程式碼中明確設定兩個時區相關屬性，以下程式碼打印出來的結果是什麼?
public static void main(String[] args) throws Exception
{
// 系統預設的時區，影響date.toString()列印的展示結果
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");
// 指定傳入的yyyyMMdd是哪個時區的時間
sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(timeZoneId));
Date time = sdf.parse(strTime);
System.out.println(time);
}
列印結果：
Tue Feb 02 02:41:30 CST 2016
Mon Feb 01 18:41:30 CST 2016
將系統預設時區改為UTC，結果如何呢
public static void main(String[] args) throws Exception
{
// 系統預設的時區，影響date.toString()列印的展示結果
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");
// 指定傳入的yyyyMMdd是哪個時區的時間
sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(timeZoneId));
Date time = sdf.parse(strTime);
System.out.println(time);
}
列印結果：
Mon Feb 01 18:41:30 UTC 2016
Mon Feb 01 10:41:30 UTC 2016
上面兩個例子可以得出結論：
1. sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(timeZoneId));指定待解析的時間是哪個時區的時間。
2. TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("timeZoneId"));指定系統預設時區，影響Date.toString的列印。
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");
// 指定解析出來的時間所屬時區
sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(timeZoneId));
String strTime = sdf.format(new Date(timeMillis));
System.out.println(strTime);
}
列印結果：
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
結論：
1. sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(timeZoneId));指定格式化出來的時間是哪個時區的。
java.util.Calendar
Calendar本質上與Date類似，是相對於UnixTime的毫秒數，這一點從其setTime()方法可以看出來：
public final void setTime(Date date) {
setTimeInMillis(date.getTime());
}
cal.setTimeZone()作用是指定Calendar以什麼時區的形式展示日曆。
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Date time = new Date(1454381552647L);
// 系統預設時區為Asia/Shanghai，就不舉其他時區的例子了
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));
}
結果：
Tue Feb 02 10:52:32 CST 2016
2
10
Java對夏令時的展示
Java的jdk在Date的toString中已經包含夏令時的計算，以下程式碼可以印證：
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小時以後是幾點？
cd.add(Calendar.HOUR, 2);
time = cd.getTime();
System.out.println("------------------------------");
System.out.println(time.getTime());
System.out.println(time);
}
列印結果:
527000400000
Sat Sep 13 22:00:00 CDT 1986
------------------------------
527007600000
Sat Sep 13 23:00:00 CST 1986
中華人民共和國在1986年~1991年實行了夏令時制度，每年夏令時實行時間如下：
1986年5月4日至9月14日（1986年因是實行夏令時的第一年，從5月4日開始到9月14日結束）
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。
上面程式碼中1986-09-1322:00:00加上2小時，應該變為1986-09-13 24:00:00（或者1986-09-14 00:00:00），但由於在9月14日零點退出夏令時，時鐘向後調整1小時，實際變為1986-09-13 23:00:00。
注意：從9月14日零點退出夏令時，java的Date.toString列印的時區也從CDT恢復為CST( ChinaStandard Time UT+8:00)。
如何得到供展示的時間格式？
通過上面種種分析，我們得到結論，各種介面、模組、系統間，最不容易出現誤解的針對時間的引數傳遞方式，就是傳遞相對Unix Time的毫秒數。
那麼我們如何從毫秒數格式化為需要的展示形式呢？（明顯直接Date.toString不能滿足各種格式需要）
假設需求為：展示時間格式為“5:23AM,February 2 2016”並且在夏令時的情況下，展示為“5:23AM, February 2 2016 DST”，程式碼如何實現呢。
以下為樣例程式碼：
public static void main(String[] args) throws Exception
{
// 該時間為Sat Sep 13 22:00:00 CDT 1986（在中國的夏令時中）
Date time = new Date(527000400000L);
// 明確當前系統時區，Date.toString會列印為該時區時間
TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));
System.out.println(time);
// 將這個時間格式化為Asia/Shanghai時區的展示形式（在夏令時中）
formatDst(time, "Asia/Shanghai");
// 將這個時間格式化為GMT+8時區的展示形式（無夏令時）
formatDst(time, "GMT+8");
// 將這個時間格式化為UTC時區的展示形式（無夏令時）
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);
// 判斷該時間在tz時區中是否處於夏令時中
if (tz.inDaylightTime(time))
{
strTime = strTime + " DST";
}
System.out.println(strTime);
}
列印結果：
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
時區分佈圖
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作者：fanst_
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/fanst_/article/details/50627744
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