深度长文 | 循序渐进解读计算机中的时间—应用篇（下）

本文字数：1994字

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3  对时间的存储

讲完表示再来看日期时间的存储方法。以MySQL数据库为例，介绍数据存储的方式，以及与Java程序的交互。

3.1

MySQL的日期时间类型介绍

将MySQL提供的几种日期时间数据结构列表如下：

    ●YEAR 类型用于表示年份，默认是4位，可以直接插入4位数字或字符串。由于YEAR类型占用空间很小，如果只想表示年份，并在其表示范围内，不失是一种很好的选择。

    ●DATE 类型用于表示日期，以 YYYY-MM-DD 格式显示。指“日历页上的日期”，没有时区概念，类似于 Java8 中的 LocalDate。

    ●TIME 类型用于表示时间，以 HH:MM:SS 格式显示，精度为秒。指“挂钟显示的时间”，没有时区概念，类似于 Java8 中的 LocalTime。

    ●DATETIME 类型是 DATE 和 TIME 的结合，占8位，它把日期和时间封装到格式为 “YYYYMMDDHHMMSS” 的整数中，可以记录较 TIMESTAMP 更长的时间。没有时区概念，类似于 Java8 中的 LocalDateTime。

    ●TIMESTAMP 类型也是表示日期加时间，但是表示的时间较短，和32位 Unix 时间戳相同。TIMESTAMP 类型表示的时间与时区有关，MySQL服务器、操作系统、客户端连接等都有时区设置，插入日期时会先转换为本地时区后再存放，查询日期时会将日期转换为本地时区后再显示。如果插入时没有指定 TIMESTAMP 列的值，则系统默认设置为 '0000-00-00 00:00:00'，也可以手动设置为添加当前时间。

3.2

MySQL的日期时间类型比较与选择

YEAR、DATE、TIME 三种类型都功能不同，YEAR 存年份，DATE 存日期，TIME 存时间，按业务需求进行挑选即可。主要比较 DATETIME 和 TIMESTAMP 类型：

    ●时区属性不同：DATETIME 无时区属性，TIMESTAMP支持时区变换；

    ●表示范围不同：DATETIME 表示范围更大，为1000-01-01 00:00:00——9999-12-31 23:59:59，TIMESTAMP 只能表示32位Unix时间戳的范围；

    ●空间占用不同：TIMESTAMP 只要 4 bytes，效率更高。

    ●综上：若有明确的需要时区转换或不需要时区转换的问题，则根据业务需求选择对应的，否则会出现逻辑错误；else if 32位Unix时间戳的范围够用则推荐选择 TIMESTAMP 类型，因为空间效率更高。

还有一种可选项：每次涉及日期时间时全部用Unix时间戳表示，Java中用long，MySQL中用INT类型。

详见[如何正确地处理时间-廖雪峰]①。好处是体现了“存储与显示分离”的原则，且易于比较。

但是肉眼无法快速识别时间戳确实带来了很大的麻烦，况且Java和MySQL开发出那么多类型就是为了方便使用（不然上文全都白讲了），也可以解决大多数问题，所以个人并不推荐这种做法（也可能是开发经验不够，没有理解到廖老师这个点的精髓）。

3.3

与Java的交互

笔者自己总结了Java 和 MySQL 日期时间数据类型的一种映射关系：

    ●在MySQL数据库创建表包含各种类型的字段用于测试：

DATETIME、TIMESTAMP类型默认精确到秒，如需毫秒或更高精度，需手动指定字段长度，如下：

 1CREATE TABLE `test_time` (
 2  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 3  `time1` date DEFAULT NULL,
 4  `time2` time DEFAULT NULL,
 5  `time3` year(4) DEFAULT NULL,
 6  -- 长度为3精确到毫秒  
 7  `time4` datetime(3) DEFAULT NULL,
 8  -- 长度为6精确到微秒  
 9  `time5` timestamp(6) NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
10  PRIMARY KEY (`id`)
11) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=8 DEFAULT CHARSET=latin1;

    ●使用spring mybatis generator 插件创建 model，自动创建的数据格式都是 java.util.Date。将数据读出时，无关联时区的数据格式都会加上当前系统默认时区，缺少的数据会用缺省值填充。这是一种非常浪费且繁琐且容易出错的方式。如下图：

    ●MySQL 版本在5.1.37以上的，驱动在4.2以上的，可以使用Java8中的新类型，几乎可以说完美匹配。

4  时区转换的操作

需要时区转换的时间一定不是“挂钟上的时间”，而是时间轴上确定的一个“绝对时间”。所以时区转换分为两个方面：由被展示的字符串添加某时区信息后转为Java对象，或由固定时区的Java对象转换时区后展示。

下面各种方式实现这两个转换：

4.1

无脑加减操作

根据目标时区和原时区的时差直接加减，“硬核转换”，极不推荐。

4.2

Date+SimpleDateFormat

如下图（注意，转为Date对象的时候自动变为了系统时区）：

或者更简单的利用“z”这个域：

4.3

ZonedDateTime + DateTimeFormatter

4.4

用时间戳处理

用各种方法得到该时间点的时间戳，然后转化为Java对象，添加时区信息，输出。

4.5

与MySQL的交互转换

按照上述MySQL与Java交互中所述，将MySQL存储的时间转换为Java对象，然后按照2，3方法转换即可。

5  总结

本篇文章全面贴近实际开发，首先从日常代码遇到的问题出发，介绍了一些常识和会遇到的问题。

随后介绍了Java中日期时间的获取、数据格式表示及格式转换方法。其中深入源码详细介绍了Java7中的日期时间数据结构，拆解了可能会遇到的线程安全问题及解决办法，并在使用层面介绍了Java8中日期时间新API及其优点，源码中的复杂计算方法有待今后研究。

接着在存储方面介绍了MySQL的日期时间类型及如何选择的建议，并给出了与Java各种日期时间类型的转换示例。最后根据时区转换的需求给出各种数据结构的时区转换操作方法。

本篇为上篇-应用篇，下篇中会详细解释一些底层日期时间的处理，如为什么不同操作系统获取当前时间的速度有数量级差异；高并发场景用 System.currenTimeMillis() 会出现什么问题及怎么解决；Linux中有哪些时间相关系统调用及他们的区别；系统对于类似 Thread.sleep(long millis) 的“时间段”长度是如何控制的；以上这些底层问题如何影响我们的程序设计等。

参考资料：

[1]https://www.liaoxuefeng.com/article/978494994163392

[2]https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/

[3]http://tutorials.jenkov.com/java-date-time/index.html

[4]https://www.iteye.com/blog/jinnianshilongnian-1876339

[5]https://www.jianshu.com/p/d9977a048dab

[6]《高性能MySQL - 4.1.4日期和时间类型》

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