Java与MySQL时间不一致问题解决
作者：骑个小蜗牛
一、问题情况描述
有时会遇到这样的问题：MySQL中datetime、timestamp类型的列，Java与MySQL时间不一致。
在Java的数据库配置url参数后面加serverTimezone=GMT%2B8，问题就解决了，但具体是什么导致的这一问题呢？
其实，Java与MySQL时间不一致主要是因为：CST时区的混乱问题。
二、CST时区混乱
1. CST有四种含义
CST是一个混乱的时区，它有四种含义：
美国标准时间 Central Standard Time (USA)：UTC-06:00（或UTC-05:00）
- 夏令时：3月11日至11月7日，使用UTC-05:00
- 冬令时：11月8日至次年3月11日，使用UTC-06:00
澳大利亚标准时间 Central Standard Time (Australia)：UTC+09:30
中国标准时 China Standard Time：UTC+08:00
古巴标准时 Cuba Standard Time：UTC-04:00
CST在Linux、MySQL、Java中的含义：
- 在Linux或MySQL中，CST表示的是：中国标准时间(UTC+08:00)
- 在Java中，CST表示的是：中央标准时间（美国标准时间）(UTC-05:00或UTC-06:00)
Java中CST时区的分析：
public static void main(String[] args) {
// 完整时区ID与时区描述：一共628个
String[] ids = TimeZone.getAvailableIDs();
for (String id : ids) {
// System.out.println(id+"\t"+TimeZone.getTimeZone(id).getDisplayName());
}
// 系统默认时区
TimeZone defaultTimeZone = TimeZone.getDefault();
System.out.println("系统默认时区："+defaultTimeZone.getID()+"\t"+defaultTimeZone.getDisplayName());
// 北京时区
TimeZone bjTimeZone = TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai");
System.out.println("北京时区："+bjTimeZone.getID()+"\t"+bjTimeZone.getDisplayName());
// 东京时区
TimeZone djTimeZone = TimeZone.getTimeZone("Asia/Tokyo");
System.out.println("东京时区："+djTimeZone.getID()+"\t"+djTimeZone.getDisplayName());
// CST时区
TimeZone cstTimeZone = ZoneInfo.getTimeZone("CST");
System.out.println("CST时区："+cstTimeZone.getID()+"\t"+cstTimeZone.getDisplayName());
Date date = new Date(0L);
System.out.println("时间戳=0对应系统时间："+date.toString());
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
sdf.setTimeZone(bjTimeZone);// 设置北京时区
System.out.println("时间戳0对应北京时间：" + sdf.format(date));
sdf.setTimeZone(djTimeZone);// 设置东京时区
System.out.println("时间戳0对应东京时间：" + sdf.format(date));
sdf.setTimeZone(cstTimeZone);// 设置CST时区
System.out.println("时间戳0对应CST时间：" + sdf.format(date));
}
控制台输出：
系统默认时区：Asia/Shanghai 中国标准时间
北京时区：Asia/Shanghai 中国标准时间
东京时区：Asia/Tokyo 日本标准时间
CST时区：CST 中央标准时间
时间戳=0对应系统时间：Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970
时间戳0对应北京时间：1970-01-01 08:00:00
时间戳0对应东京时间：1970-01-01 09:00:00
时间戳0对应CST时间：1969-12-31 18:00:00
由输出可知：
CST在Java中（TimeZone中的CST）表示的是中央标准时间（美国标准时间）
但需注意：Date中的CST是表示的中国标准时间
时间戳永远指的是UTC/GMT的值，同一时间戳在不同时区表示不同的绝对时间
中国的时区ID为Asia/Shanghai。
2. 什么是时区
为了照顾到各地区的使用方便，又使其他地方的人容易将本地的时间换算到别的地方时间上去。有关国际会议决定将地球表面按经线从南到北，划成24个区域，并且规定相邻区域的时间相差1小时。
但由于国家常常是跨越多个时区的，为了照顾到行政上的方便，所以通常国家都会定义一个统一标准际的时区来使用，如中国就是统一使用东八区时间标准（北京时间）。
因为时区众多，所以需要一个标准时间作为基准：
- 早期基准是：GMT（格林尼治标准时间）
- 后来基准是：UTC（协调世界时）
由于地球在它的椭圆轨道里的运动速度不均匀，这个时刻可能和实际的太阳时相差16分钟，地球每天的自转是有些不规则的，而且正在缓慢减速。所以，GMT（格林尼治标准时间）已经不再适合被作为标准时间使用。而是UTC（协调世界时）是原子时秒长为基础，更合适。UTC在时刻上尽量接近于GMT，这两者几乎是一样的。
UTC这套时间系统被应用于许多互联网和万维网的标准中，例如，网络时间协议就是协调世界时在互联网中使用的一种方式。
- 如果本地时间比UTC时间快，例如中国大陆的时间比UTC快8小时，写作UTC+8（东8区）。
- 如果本地时间比UTC时间慢，例如夏威夷的时间比UTC时间慢10小时，写作UTC-10（西10区）。
三、绝对时间与本地时间
绝对时间与本地时间关系：绝对时间 = 本地时间 & 时区偏移量 （AbsoluteTime = LocalDateTime & Offset）
1. 绝对时间
绝对时间（AbsoluteTime）是一个指向绝对时间线上的一个确定的时刻，不受所在地的影响。
UTC时间就是一个绝对时间。
当我们记录一个时间为1970-01-01T00:00:00Z（UTC描述时间的标准格式）时，这个时间的定义是没有任何歧义的，在地球上的任何地方，他们的UTC时间也一定是相同的。
Unix时间戳也是一个绝对时间。
Unix时间戳的定义与时区无关。时间戳是指从绝对时间点（UTC时间1970年1月1日午夜）起经过的秒数（或毫秒）。无论您使用什么时区，时间戳都代表一个时刻，在任何地方都是相同的。
2. 本地时间
本地时间（LocalDateTime）是某一时区的时间。
举例：北京时间2022-10-10 08:00:00。
- “2022-10-10 08:00:00”是本地时间（不含时区描述）
- “北京时间2022-10-10 08:00:00”整体是绝对时间（含时区描述）
3. 时区偏移量
全球分为24个时区，每个时区和零时区相差了数个小时，也就是这里所说的时区偏移量（Offset）。
例如：北京时间2022-10-10 08:00:00，它本身是一个绝对时间，表示成UTC时间是2020-08-24T03:00:00+08:00
- 其中的2020-08-24T03:00:00是本地时间
- 其中的+08:00可以看作是时区偏移量
时区偏移量 = 地区 & 规则 （Offset = Zone & Rules）
这里的规则（Rules）可能是一个变化的值，如果我们单纯地认为中国的时区偏移量是8个小时，就出错了。
举例说明：
中国其实也实行过夏令时，（1992年之后中国已经没有再实行过夏令时了，所以大家对这个概念并不熟悉）。
- 当实行夏令时，中国标准时间的时区偏移量就是+09:00
- 当非夏令时，中国标准时间的时区偏移量就是+08:00
因此，一个地区的时区偏移量是多少，是由当地的政策决定的，可能会随着季节而发生变化，这就是上面所说的规则。
四、MySQL服务端时区
MySQL时区相关参数有两个：
- system_time_zone(系统时区)
- time_zone(全局时区或当前会话时区)
1. system_time_zone(系统时区)
在MySQL启动时会检查当前系统的时区并根据系统时区设置全局参数system_time_zone的值。值可以为UTC、CST、WIB等，默认值一般为CST，该值是只读的。
2. time_zone(全局时区或当前会话时区)
全局时区：mysql服务端使用的时区，可以修改，默认值SYSTEM
mysql> show global variables like "%time_zone%"; +------------------+--------+ | Variable_name | Value | +------------------+--------+ | system_time_zone | CST | | time_zone | SYSTEM | +------------------+--------+ 2 rows in set (0.00 sec) mysql> set global time_zone = '+9:00'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> show global variables like "%time_zone%"; +------------------+--------+ | Variable_name | Value | +------------------+--------+ | system_time_zone | CST | | time_zone | +09:00 | +------------------+--------+ 2 rows in set (0.00 sec)
此时查到的time_zone为全局时区
mysql> flush privileges; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
该命令使全局时区的修改立即生效，否则只有等mysql服务重启才会生效。
会话时区：当前会话的时区，默认取全局时区的值，可以修改
mysql> show variables like "%time_zone%"; +------------------+--------+ | Variable_name | Value | +------------------+--------+ | system_time_zone | CST | | time_zone | SYSTEM | +------------------+--------+ 2 rows in set (0.00 sec) mysql> set time_zone = '+9:00'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> show variables like "%time_zone%"; +------------------+--------+ | Variable_name | Value | +------------------+--------+ | system_time_zone | CST | | time_zone | +09:00 | +------------------+--------+ 2 rows in set (0.00 sec)
此时查到的time_zone为当前会话时区
五、问题具体分析
本文使用的MySQL驱动为cj驱动。
Java通过MySQL的jdbc驱动连接MySQL服务端：
- 通过jdbc的serverTimezone参数设置数据库连接的时区。
- 当未设置serverTimezone时，数据库将连接使用MySQL服务端的time_zone（全局时区），默认值为CST。time_zone的默认值为SYSTEM，而SYSTEM取的是system_time_zone（系统时区）的值，system_time_zone的默认值就是CST。
对于CST，文章上文有提过：
- MySQL中，CST表示的是：中国标准时间(UTC+08:00)
- Java中，CST表示的是：美国标准时间(UTC-05:00或UTC-06:00)
由于Java和MySQL服务端对CST时区的不同解读，最终导致了Java与MySQL时间不一致的问题。
关于serverTimezone
分析mysql的jdbc驱动代码。MySQL驱动创建数据库连接后，会配置此连接的时区：
- 普通驱动：使用com.mysql.jdbc.ConnectionImpl#configureTimezone()配置连接的时区
- cj驱动：使用com.mysql.cj.protocol.a.NativeProtocol#configureTimezone()配置连接的时区
数据库连接时区的设置：
- 如果配置了serverTimezone，则会使用serverTimezone配置的时区
- 如果没配置，会去取数据库中time_zone变量所配置的时区
serverTimezone配置的注意事项：
- 如果未配置serverTimezone，且数据库time_zone是CST，时间会不一致
- 如果未配置serverTimezone，但数据库time_zone不是CST（如GMT），时间一致
- 如果配置了serverTimezone，但与数据库time_zone不是同一时区，时间会不一致
- 如果配置了serverTimezone，且与数据库time_zone是同一时区，时间一致
你或许会发现一个奇怪的事情：貌似我配置的serverTimezone与据库time_zone不是同一时区。但是Java中的存入时间和查询得到的时间明明是一致且正确的，好像和上面描述得不一样呀。
这里需要强调一下，上面所说的时间不一致是指的Java中的时间与MySQL数据库中的时间（并不是Java中的存入时间和查询得到的时间）。
为何Java中的存入时间和查询得到的时间是一致且正确的？
举个例子说明：
serverTimezone=+9（东九区），time_zone=+8:00（东八区），此时准备把Java中的时间"2022-10-15 08:00:00"存入数据库
- Java存入到MySQL时，误认为MySQL数据库的时区是东九区，时间+1小时，MySQL最终得到时间为：2022-10-15 09:00:00
- MySQL返回给Java时，误认为MySQL返回的时间是东九区的时间，时间-1小时，Java最终得到的时间为：2022-10-15 08:00:00，和正确时间一致
Java到MySQL的过程，以及MySQL到Java的过程，时间的处理在MySQL JDBC驱动环节。
serverTimezone配置的归纳总结：
- 如果数据库time_zone是CST，请配置serverTimezone=%2B8（+08:00）
- 如果数据库time_zone是GMT（或其它MySQL与Java解析结果一致的时区格式），可以不配置serverTimezone参数。但如果要配置，请配置与数据库数据库time_zone一致的时区
虽然配置的serverTimezone与数据库数据库time_zone时区不一致，Java写入后查询得到的时间也是正常的，但MySQL中存的时间已经是错误的了。
时间戳与时区无关性
时间戳：指1970-01-01 00:00:00(GMT/UTC)起到当前的毫秒数。与时区无关，不同时区同一个时刻的时间戳是相同的。
- 当UTC时区的时间为1970-01-01 00:00:00时，时间戳为0
- 此时UTC+8（东8区）时区的时间为1970-01-01 08:00:00，时间戳也为0
- 此时UTC+9（东9区）时区的时间为1970-01-01 09:00:00，时间戳也为0
public static void main(String[] args) {
Date date = new Date(0L);
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("UTC"));
System.out.println("时间戳0对应时间(UTC):"+sdf.format(date));
sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));
System.out.println("时间戳0对应时间(UTC+8):"+sdf.format(date));
sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Tokyo"));
System.out.println("时间戳0对应时间(UTC+9):"+sdf.format(date));
}
时间戳0对应时间(UTC):1970-01-01 00:00:00
时间戳0对应时间(UTC+8):1970-01-01 08:00:00
时间戳0对应时间(UTC+9):1970-01-01 09:00:00
主要步骤流程图分析
1. 正确情况流程图
Java系统时区：Asia/Shanghai(东8区)
JDBC数据库连接时区：serverTimezone=+8
MySQL全局时区：time_zone=+08:00
2. 错误情况流程图
Java系统时区：Asia/Shanghai(东8区)
JDBC数据库连接时区：serverTimezone=-5
MySQL全局时区：time_zone=+08:00
错误情况详细分析
Java写入时间到MySQL服务端环节：
Java准备写入的时间为：2022-10-15 08:00:00(UTC+8)
JDBC先转化得到Timestamp：2022-10-15 00:00:00(UTC)
注意：时间戳记录的是UTC时区的值，与UTC+8时区的2022-10-15 08:00:00是同一时间
JDBC在将Timestamp格式化为UTC-5时区（serverTimezone=-5）的时间字符串：2022-10-14 19:00:00，将字符串传给MySQL服务端
MySQL服务端认为2022-10-14 19:00:00就是MySQL全局时区time_zone=+08:00（UTC+8）时区的时间，存入。
MySQL服务端返回时间给Java环节：
MySQL服务端返回UTC+8时区的时间字符串：2022-10-14 19:00:00
JDBC误认为该时间是UTC-5时区（serverTimezone=-5）先将时间字符串转为Timestamp：2022-10-15 00:00:00(UTC)
Java将Timestamp转化为：2022-10-15 00:00:00(UTC+8)
主要步骤源码分析
① JDBC配置MySQL服务时区
如果配置了serverTimezone，则会使用serverTimezone配置的时区
如果没配置，会去取数据库中time_zone变量所配置的时区
具体方法：NativeProtocol类的configureTimezone方法
public void configureTimezone() {
String configuredTimeZoneOnServer = this.serverSession.getServerVariable("time_zone");
if ("SYSTEM".equalsIgnoreCase(configuredTimeZoneOnServer)) {
configuredTimeZoneOnServer = this.serverSession.getServerVariable("system_time_zone");
}
// 获取serverTimezone配置的时区（PropertyKey.serverTimezone=serverTimezone）
String canonicalTimezone = getPropertySet().getStringProperty(PropertyKey.serverTimezone).getValue();
if (configuredTimeZoneOnServer != null) {
// 如果没配置serverTimezone，获取数据库中time_zone变量的时区
if (canonicalTimezone == null || StringUtils.isEmptyOrWhitespaceOnly(canonicalTimezone)) {
try {
canonicalTimezone = TimeUtil.getCanonicalTimezone(configuredTimeZoneOnServer, getExceptionInterceptor());
} catch (IllegalArgumentException iae) {
throw ExceptionFactory.createException(WrongArgumentException.class, iae.getMessage(), getExceptionInterceptor());
}
}
}
if (canonicalTimezone != null && canonicalTimezone.length() > 0) {
// 设置服务时区
this.serverSession.setServerTimeZone(TimeZone.getTimeZone(canonicalTimezone));
if (!canonicalTimezone.equalsIgnoreCase("GMT") && this.serverSession.getServerTimeZone().getID().equals("GMT")) {
throw ExceptionFactory.createException(WrongArgumentException.class, Messages.getString("Connection.9", new Object[] { canonicalTimezone }),
getExceptionInterceptor());
}
}
// 设置默认时区
this.serverSession.setDefaultTimeZone(this.serverSession.getServerTimeZone());
}
JDBC创建数据库连接就是使用该时区。
如果没配置serverTimezone，获取数据库中time_zone变量的时区为CST，就会有问题，因为在java中：TimeZone.getTimeZone("CST")表示的是中央标准时间（美国标准时间）UTC-5（UTC-6）。
CST问题的源头：
public SqlTimestampValueFactory(PropertySet pset, Calendar calendar, TimeZone tz) {
super(pset);
if (calendar != null) {
this.cal = (Calendar) calendar.clone();
} else {
this.cal = Calendar.getInstance(tz, Locale.US);
this.cal.setLenient(false);
}
}
debug结果：
② Java写入时间到MySQL服务端
ClientPreparedStatement类的setTimestamp方法
@Override
public void setTimestamp(int parameterIndex, Timestamp x) throws java.sql.SQLException {
synchronized (checkClosed().getConnectionMutex()) {
((PreparedQuery<?>) this.query).getQueryBindings().setTimestamp(getCoreParameterIndex(parameterIndex), x);
}
}
ClientPreparedQueryBindings类的setTimestamp方法
public void setTimestamp(int parameterIndex, Timestamp x, Calendar targetCalendar, int fractionalLength) {
if (x == null) {
setNull(parameterIndex);
} else {
x = (Timestamp) x.clone();
if (!this.session.getServerSession().getCapabilities().serverSupportsFracSecs()
|| !this.sendFractionalSeconds.getValue() && fractionalLength == 0) {
x = TimeUtil.truncateFractionalSeconds(x);
}
if (fractionalLength < 0) {
fractionalLength = 6;
}
x = TimeUtil.adjustTimestampNanosPrecision(x, fractionalLength, !this.session.getServerSession().isServerTruncatesFracSecs());
// 将时间戳格式化为字符串时间
// this.session.getServerSession().getDefaultTimeZone() 时区（未配置serverTimezone，且数据库中time_zone变量的时区为CST时，这里就是CST时区）
this.tsdf = TimeUtil.getSimpleDateFormat(this.tsdf, "''yyyy-MM-dd HH:mm:ss", targetCalendar,
targetCalendar != null ? null : this.session.getServerSession().getDefaultTimeZone());
StringBuffer buf = new StringBuffer();
buf.append(this.tsdf.format(x));
if (this.session.getServerSession().getCapabilities().serverSupportsFracSecs()) {
buf.append('.');
buf.append(TimeUtil.formatNanos(x.getNanos(), 6));
}
buf.append('\'');
setValue(parameterIndex, buf.toString(), MysqlType.TIMESTAMP);
}
}
将时间格式化为字符串时间（根据连接的时区）。
③ MySQL服务端返回时间给Java
ResultSetImpl类的getTimestamp方法
public Timestamp getTimestamp(String columnName) throws SQLException {
return getTimestamp(findColumn(columnName));
}
public Timestamp getTimestamp(int columnIndex) throws SQLException {
checkRowPos();
checkColumnBounds(columnIndex);
return this.thisRow.getValue(columnIndex - 1, this.defaultTimestampValueFactory);
}
SqlTimestampValueFactory类的localCreateFromTimestamp方法
public Timestamp localCreateFromTimestamp(InternalTimestamp its) {
if (its.getYear() == 0 && its.getMonth() == 0 && its.getDay() == 0) {
throw new DataReadException(Messages.getString("ResultSet.InvalidZeroDate"));
}
synchronized (this.cal) {
try {
// 这里就是关键环节，this.cal是一个Calendar类，里面有时区信息（未配置serverTimezone，且数据库中time_zone变量的时区为CST时，这里就是CST时区）
this.cal.set(its.getYear(), its.getMonth() - 1, its.getDay(), its.getHours(), its.getMinutes(), its.getSeconds());
Timestamp ts = new Timestamp(this.cal.getTimeInMillis());
ts.setNanos(its.getNanos());
return ts;
} catch (IllegalArgumentException e) {
throw ExceptionFactory.createException(WrongArgumentException.class, e.getMessage(), e);
}
}
}
到此这篇关于Java与MySQL时间不一致问题解决的文章就介绍到这了,更多相关Java与MySQL时间不一致内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！