Too long; didn't read:

1. 大多數應用中，只需要用“絕對時間 DateTime”一種技術實現即可

2. 后端應統一用 UTC 時間（包括 DB 落盤、接口定義），不應當受用戶時區或服務器時區的影響

3. 前端輸入、展示的時間，根據具體業務場景進行時區調整，以及精度調整

4. 面對不帶時間的日期，要明確區分「紀念日」與「精度不高的絕對時間」兩種用途，大部分時候你看到的日期是后者，它也應當用“確定時區的 DateTime”來實現

1. 重要性

日期時間的處理，一直是計算機系統中看似簡單，實則經常爆雷的問題。

例如，每隔幾年，都會爆出的「千年蟲問題」的各種變種，通常因為系統在設計之初，沒有設計好日期時間的數據存儲方式，或者低估了產品設計的生命周期，導致最初選型的數據結構不夠用了。

千年蟲問題：

年紀大的程序員，都知道千年蟲問題。在 2000 年之前，很多系統用 2 位數字表示年份，這樣 99 年是它能表達的最大數值。因此 1999 年之后的一年，在這些系統中是沒有定義的，甚至可能出現多種奇怪的情況，例如“1900”、“1:00”、“19:0”（為什么？感興趣的讀者可以自己推測）。

如果說，「千年蟲」是在時間維度上缺乏前瞻性的設計導致的，那么另一種缺乏前瞻性的問題，是空間維度的，即產品全球化、跨時區帶來的問題。

全球化的產品中，如果時間的處理沒有遵循統一的標準，會讓整個系統充斥著難以理解和維護的時間轉換。各種接口的對接文檔，都不得不明確說明「這個接口的時間是什么時區的？需要如何處理？」后端服務如果需要跨國部署在多個大洲的機房時，因為服務器的時區不同，需要做大量的改造。

遺憾的是，大多情況下，產品不會一開始就有「全球化」屬性。所以在一開始，產研團隊都不會重視全球化的設計問題，很容易留下缺乏前瞻性的設計問題。

通常情況下，我們都不鼓勵「過度設計」。然而，日期時間的設計，是最不怕「過度」的。這時因為，在技術上實現一個前瞻的時間日期方案，成本并不高；但如果一開始的設計不夠，后期的升級和數據遷移工作，卻是傷筋動骨的。

2. 如何表達時間和日期？

2.1 時間日期的傳遞：用字符串

在微服務之間，以及在前后端之間，建議用字符串傳遞日期時間。字符串清晰易讀，易于人工調試，帶來的開銷通常也完全可以接受。（帶大量時間數據的接口，建議考慮用 Unix Timestamp。）

如果用字符串，格式就不要自己發明了。有個非常明確的國際標準：ISO 8601（wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/ISO_8601）

下面舉例是符合規范的常用格式：

• 僅日期：2022-02-09
• UTC 日期時間：2022-02-09T12:36:42Z
• 特定時區的日期時間：2022-02-09T20:36:42+08:00
• 精度更高的時間：2022-02-09T12:36:42.123456789Z

注意，MySQL 中使用的字符串格式（如 2022-02-09 12:36:42）并不符合規范，不建議使用。

2.2 時間日期的存儲：關注 MySQL 中的 DateTime

不同數據庫在時間日期相關對象的處理差異很大。這里單說 MySQL，因為坑不小。

MySQL 的 DateTime 數據在存儲時并不包含時區信息，因此，在讀取時也不會做任何時區的轉換。

同時，每個 MySQL 連接會話，都有「會話時區」的概念，但這個概念只影響 MySQL 的 NOW() 等有關當前時間的函數的行為，對數據中已經保存的 DateTime 沒有任何影響。

例如：

SET time_zone = '+00:00' ;
UPDATE tab SET datetime_colume = '2020-01-01 00:00:00';
SET time_zone = '+08:00' ; -- 換一個會話時區
SELECT datetime_colume FROM tab;
-- 返回值仍然是 '2020-01-01 00:00:00'，和寫入的數據一致，和會話時間無關
---------
SET time_zone = '+00:00' ;
SELECT NOW(); -- 假設返回 '2022-01-01 00:00:00'
UPDATE tab SET datetime_colume = NOW(); -- 存入的是 '2022-01-01 00:00:00'
SET time_zone = '+08:00' ; -- 換一個會話時區
SELECT NOW(); -- '2022-01-01 08:00:00' 根據時區變化了
SELECT datetime_colume FROM tab; -- '2022-01-01 00:00:00' 已經寫入的不會變

2.3 時間日期的計算：語言原生的 DateTime 類型

各語言一般都提供了原生的 DateTime 數據類型，以表達絕對的日期時間，并且都支持上面 ISO 8601 規范的解析和格式化。

處理相對時區時，各種語言通常都是使用操作系統的時區數據庫，來轉化為絕對時區。時區數據庫需要在聯網情況下，由操作系統負責定時更新。

2.4 萬能的 Unix Timestamp

Unix Timestamp 在存儲、計算、傳遞環節都可以使用，可謂萬能。它唯獨不適合表達紀念日日期。

它通過一個數值表示了一個絕對時間與 Unix Epoch 時間（定義為 1970-01-01T00:00:00Z）的差值秒數。Unix Timestamp 本身已經表達了絕對時間，并不需要時區信息。

使用 Unix Timestamp 時，應特別注意選用合適的數值類型，它會影響時間表示的范圍。稍不留神，你就可能種下一個新的千年蟲。

• 用有符號int32，最多表示到 2038 年。MySQL 的 TIMESTAMP 類型也是它，一個千年蟲變種
• 用有符號int64，并使用 9 位 10 進制定點小數位時，就是 Golang 的UnixNano()，可以表示 1678 年至 2262 年
• 一般不會用浮點數表示，因為浮點數的精度不固定

3. 產品視角的日期時間設計

本著不重不漏的原則，我們可以按如下表格劃分產品中的所有日期時間對象：

	日期+時間	僅時間	僅日期
不指明時區，無需根據用戶所在時區做轉換	① 表示本地的確定時間點	③ 表示本地重復性時間	⑤ 表示紀念日、節日
指明時區，需根據用戶所在時區做轉換	② 表示全球唯一確定時間點	④ 表示全球可理解的重復性時間	❌ 不存在的場景

下面逐一解釋這五種場景。

3.1 表示全球唯一確定時間點（表中的 ②）

信息量包含「年月日-時分秒-時區」。這樣，就可以完全確定歷史長河中的一個無歧義的時間點。這個時間點是完全客觀的，和訪問的用戶地理位置無關，和服務器的地理位置無關，和什么都無關。

產品表現上，通常會根據查看者所在的時區來重新調整時間的顯示。

用途舉例：

• 單個事件發生的時間。如 2022 年冬奧會開幕式的時間：2022 年 2 月 4 日，20 點整，+0800 時區。一個英國人看電視轉播預告時，會看到開幕式的轉播時間是：2022 年 2 月 4 日中午 12 點整。這體現了根據查看者做時間的轉換。

3.2 表示本地的確定時間點（表中的 ①）

包含「年月日-時分秒」，因為沒有時區信息，所以它本身并不能確定一個精確的時間點，而是只在特定的情境下才有意義。

所謂特定的情境，是因為業務場景中蘊含了時區的信息，并且是大家公認的共識。因此，本質上它仍然表示了一個絕對時間。在產品表現上，因為對時區的共識，所以不需要根據查看者的時區來調整時間的展示。

用途舉例：

• 在非國際化的產品中，明確知道用戶所在的時區，那么去掉時區是最簡單的處理方式，可以省去很多麻煩。
• 對于時區有其他約定俗成的理解。例如：飛機的起飛降落時間，酒店的入住離店時間，一定是按照飛機起落地、酒店坐落地當地時區來表達的。在所有訂票網站上，都會按照這個規則顯示時間，不論訪問的用戶身處哪個時區。

3.3 表示重復性時間（表中的 ③ 和 ④）

和前兩類相比，去掉了「日期」這個信息，是為了描述重復性的日程。它可以是指明了時區的，也可以不指明時區，而基于人們對時區的共識去理解。

用途舉例：

• 每周三 8:00+0800 開會，如果這可以是個跨國的會議，大家都能理解正確的時間。這時，產品表現上應該注意根據查看者來調整顯示。
• 每周三 8:00 起飛的航班，航班起飛地的時區是蘊含的共識。產品表現中不必根據查看者的時區調整顯示。

3.4 紀念日日期（表中的 ⑤）

日期對象幾乎只有一個有意義的用途：表示紀念日/節日。它不會包含時區信息。

認為「日期」只能用于「紀念日」，有些絕對了。但我確實查閱了很多資料，也沒有看到任何非「紀念日」用途的日期。

例如：

• 小吳的生日是 3 月 11 日，那么不管他在中國還是美國，都會在 3 月 11 日這一天過生日。
• 每年 12 月 25 日是西方的圣誕節，各個國家都在 12 月 25 日這一天慶祝，雖然它們并不在同一個時區。

產品體現上，不需要根據時區調整日期的顯示。本質上，「紀念日」的邏輯，其實是人腦的不嚴謹導致的一種習慣，是不嚴謹、不客觀的習慣。不包含時區信息，就是為了滿足這種不嚴謹的習慣。

3.5 區分「紀念日日期」與「精度不高的絕對時間」

上面說過，日期對象不能包含時區。你可能會問，我需要表示“北京時間 2022 年 3 月 22 日”呢？答案是：這不是一個日期，而是一個「精度不高的絕對時間」。

很多情況下，當你想用日期時，其實很可能需要的是個「精度不高的絕對時間」。在飛書人力套件的業務中，經常會遇到這種場景。

例如，一個在美國的同學與一個在日本的同學，都在 2022 年 3 月 22 日這天從公司離職了，由同一個在北京的 HR 辦理離職事項。

可見，從我們用戶視角理解的「一個事件發生的日期」，其實是我們忽略了時間的精度。在產品全球化之前，我們通過一些默認的簡化，忽略了時間精度的問題（例如把時間都填成 00:00:00）。一旦面臨產品的全球化，就需要補齊時間、提高精度。

而補齊時間、提高精度的方式，需要根據具體的產品形態具體考慮、明確定義。

例如，在上述離職場景下，就需要按照這個公司對離職的定義來補充，可以是當地時間當天的 23:59:59，也可以是當天下班時間，如 17:00:00。

又比如，對于跨團隊的業務，例如一個同學的上級匯報線從一個美國 Leader 轉到一個日本 Leader，那么為了避免歧義，通常會約定一個確定的生效時區，如統一按照公司的總部所在地的時間來計算。

4. 日期時間的技術實現

4.1 確定時區的 DateTime

適用于上面的 ①②③④ 四種場景。

所有后端暴露的接口中的時間對象，全部以 UTC 時間表示。

同時，所有后端在存儲、計算、傳輸時間時，也統一使用 UTC 時間。由于 DB 存儲時間時，時區信息會被丟掉，因此應保證丟掉的時區，是大家明確約定清楚的無歧義的，即 UTC。這樣一來，DB 中的所有時間字段也都沒有歧義。

接口內部產生的時間，例如 CreatedAt、UpdatedAt時間，都應該轉換為 UTC 再落盤。如果直接使用了 MySQL 的NOW()函數，應確保 MySQL Session 的時區設置正確。

在前端或 BFF 負責處理用戶輸入的時間，以及展示給客戶看到的時間。包括兩個步驟：

1. 處理“精度不高的時間”問題。 比如：員工異動的生效時間，用戶只設置到“天”的精度。那么如果不跨國，可以補全用戶會話時區的 00:00:00 為精確生效時間；如果跨國，那就看客戶如何定義，以及產品給客戶怎樣的靈活性：例如，可以以客戶公司總部所在地的時區的 00:00:00 為精確生效的時間。
2. 時區轉換。 注意，這里不一定是使用用戶的會話時區來轉換。如前面介紹的飛機火車賓館的預定時間，就要以預定當地的時區來轉換。

上述兩點，是一定需要在產品設計中定義清晰的，切忌含糊不清。

不要較真兒抬杠的幾點：

由于歷史原因，DB 里已經采用北京時間保存了，那么我們可以約定+0800 時區是我們所有后端接口的時間。只要用一個確定的絕對時區，就不會有歧義，不必非要時 UTC。

也可以在后端接口的網關層處理時間轉換。不要較真那算不算 BFF，我們需要的是，時區轉換邏輯應嚴禁深入到后端的下層去。

4.2 不帶時區的 Date

適用于上面的 ⑤，即紀念日場景。

輸入或展示時，都不對日期做任何處理。日期對象直接保存在 DB 中。

只有真正的紀念日有必要用這種方式，應當非常謹慎。例如保存一個聯系人的生日時。

5. 關于時區的特殊處理

5.1 時區的不確定性

使用絕對的時差來表示時區，例如：“東 8 區”表示比世界協調時間（UTC）早 8 個小時的時區。這是個客觀的時區。

很多時候，我們關注的是一個城市或地區的時區。例如：Asia/Shanghai 表示中國時間；三字母的縮寫 EST 表示美國東部標準時間。注意，這些根據地理位置定義的時區的時差是會發生變化的，變化因素包括：可能受到當地政策的影響，或夏令時影響。

對于歷史的時間，地理時區是可以確定客觀時區的，因為沒有人會重新定義已經過去的時間。

對于未來的時間，地理時區并不能確定客觀時區。因此，如果一個未來的事件是按照非絕對時區約定的，那么它很可能變化。并且，我們的產品需要考慮到處理這種變化。

例如，中國員工發起一個“每天早 8 點”的跨國會議，那么在美國，由于夏令時的改變，冬天開會的時間和夏天是不一樣的。反之，美國員工發起的一個“每天早 8 點”的跨國會議，由于美國夏令時的變化，對中國員工的時間也是夏天和冬天不一樣的。

5.2 夏令時

某些國家在夏天，會把時間調快一小時（提前一小時）。這表現為，同一個地區，在冬天和夏天用不同的絕對時區。

這樣做，是因為夏天白天很長，調整后會在白天的更早的時段上班，從而下班后有更長的天亮的時間。注意，并不是把 10 點上班調整到 9 點上班，而是全社會重新定義了 10 點提前了一小時。

一個具體的例子，在美國：

在 2021 年 3 月 14 日凌晨 1:59:59 后，下一秒就是凌晨 3:00:00。因此，美國的 2021 年 3 月 14 日凌晨 2:10:00 這個時間實際上不存在。為了兼容，根據 RFC5545，如果日程約在了這個不存在的時間，會認為是 3:10:00。

在 2021 年 11 月 7 日凌晨 1:59:59 后，下一秒是凌晨 1:00:00。因此，美國的 2021 年 11 月 7 日凌晨 1:10:00 這個時間實際上會出現兩次。為了避免歧義，根據 RFC5545，看到這個時間時，會認為是靠前的時間點。因此，除非用別國的時區來約日程，否則，美國老板是不可能約你在重疊的第二個小時內開會的。

閱讀更多及參考文獻

• Wikipedia: ISO8601 - 用字符串表達各種時間對象的標準

https://en.wikipedia.org/wiki/ISO_8601

• RFC3339 - 互聯網上關于時間和日期實現的通用建議

https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3339

• RFC5545 - iCalendar 互聯網日歷應用的規范

https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc5545

• Stackoverflow: Daylight saving time and time zone best practices [closed] - 技術實現建議

https://stackoverflow.com/questions/2532729/daylight-saving-time-and-time-zone-best-practices

• Stackoverflow: How to store repeating dates keeping in mind daylight saving time - 技術實現建議

https://medium.com/@vivekmadurai/how-to-deal-with-date-and-time-across-time-zones-39b1bd747f35

• Medium: How to Deal with Date and Time across Time Zones - 技術實現建議

https://medium.com/@vivekmadurai/how-to-deal-with-date-and-time-across-time-zones-39b1bd747f35

• Microsoft365: Behavior and format options of the Date and Time field - 微軟的時間和日期字段的文檔

https://docs.microsoft.com/en-us/dynamics365/customerengagement/on-premises/customize/behavior-format-date-time-field?view=op-9-1

• Time Change 2021 in the United States - 美國 2021 年夏令時的調整方式

https://www.timeanddate.com/time/change/usa?year=2021

總結

以上是生活随笔為你收集整理的一文读懂全球化系统中的日期时间处理问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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