06、日期相关概念-优快云博客

1、GMT （Greenwich Mean Time，格林尼治标准时间）

GMT 是指位于英国伦敦郊区的皇家格林尼治天文台的标准时间。
因为，本初子午线 被定义为是通过那里的经线。

GMT 的正午时间：
是指当太阳横穿格林尼治子午线时（即：在格林尼治上空最高点时）的时间。

由于地球在它的椭圆轨道里的运动速度不均匀 。
时刻：可能与实际的太阳时有误差，最大误差达 16 分钟。

由于地球每天的自转是有些不规则的，而且正在缓慢减速。
因此，格林尼治时间已经不再被作为标准时间使用。

现在的标准时间，是由原子钟报时的协调世界时（UTC） 。

2、UTC (Coordinated Universal Time，协调世界时 / 世界标准时间)

1967 年国际度量衡大会决定，以铯原子 跃迁 9192631770 个周期，所持续的时间长度 定义为 1 秒！
科研技术还在发展，精密设备和测量能力也越来越高，最新的原子钟甚至可以达到 1 亿年不差 1 秒！
有了原子钟，人们基于原子钟又确立了一套新的时间标准，叫做「国际原子时」（International Atomic Time，简称 TAI）。

UTC 是基于原子钟（国际原子时，TAI）的全球统一时间标准，通过插入闰秒调整以对齐地球自转。
时间差：
TAI 与 UTC 的差值为整数秒，且每次 UTC 添加闰秒时，TAI 比 UTC 提前 1 秒。
截至 2024 年 1 月，TAI = UTC + 37 秒。

3、CST 时间

CST 可以为如下 4 个不同的时区的缩写：
中国标准时间（北京时间）：China Standard Time UTC+8（无夏令时）。
在时区划分上，属东八区，比协调世界时（UTC）早 8 小时 。

古巴标准时间：Cuba Standard Time UTC-4
美国中部时间：Central Standard Time (USA) UTC-6
澳大利亚中部时间：Central Standard Time (Australia) UTC+9:30

注意：编程中需明确时区代码（如：Asia/Shanghai 代替 CST 避免歧义）。
如：MySQL 的链接地址后边，跟上此参数（serverTimezone=Asia/Shanghai）。

url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/smart?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=Asia/Shanghai

4、CET（Central European Time，欧洲中部时间）

欧洲中部时间是比世界标准时间（UTC）早一个小时的时区名称之一。
它被大部分欧洲国家和部分北非国家采用。

冬季时间为 UTC+1，夏季欧洲夏令时为 UTC+2。

5、ISO 时间（ISO 8601 标准时间格式）

国际标准化组织（ISO）制定的日期时间表示格式。
格式示例：
完整格式：2023-10-05T14:30:45+08:00（日期 + 时间 + 时区偏移）。
简化格式：20231005T143045+0800（无分隔符）。

特点：
明确、无歧义，支持排序和解析。
默认使用 UTC（如 2023-10-05T06:30:45Z，Z 表示 UTC）。

6、时间戳（Timestamp）

定义：从固定起点（Epoch）开始的时间偏移量，通常为整数或浮点数。
常见类型：
Unix 时间戳：秒数（自 1970-01-01T00:00:00 UTC）。
毫秒级 时间戳：Java、JavaScript 常用（如：1696500000000）。
纳秒级 时间戳：高性能计算场景（如：1696500000000000000）。

应用场景：日志排序、缓存过期、分布式系统事件追踪。

7、NTP（Network Time Protocol，网络时间协议）

定义：用于同步 计算机系统时间的协议，基于分层 时钟源（Stratum）。
工作原理：
客户端向服务器发送时间查询请求，计算网络延迟并校准。
支持误差补偿（精度可达毫秒级）。

分层结构：
Stratum 0：原子钟、GPS 时钟。
Stratum 1：直接连接 Stratum 0 的服务器。
Stratum 2：从 Stratum 1 同步的服务器（依此类推）。

应用场景：服务器集群、金融交易系统、工业控制系统。

校准系统时钟

<dependency>
    <groupId>commons-net</groupId>
    <artifactId>commons-net</artifactId>
    <!-- 检查最新的版本号 -->  
    <version>3.8.0</version>
</dependency>

import org.apache.commons.net.ntp.NTPUDPClient;
import org.apache.commons.net.ntp.TimeInfo;

import java.net.InetAddress;

public class NTPTimeSync {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用公共的NTP服务器，也可以指定其他NTP服务器
        String ntpServer = "pool.ntp.org";

        try {
            NTPUDPClient client = new NTPUDPClient();
            client.open();

            InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName(ntpServer);
            TimeInfo timeInfo = client.getTime(inetAddress);

            long returnTime = timeInfo.getMessage().getTransmitTimeStamp().getTime();
            long localTime = System.currentTimeMillis();

            long offset = returnTime - localTime;

            // 校准本地时间
            long adjustedTime = System.currentTimeMillis() + offset;
            
            // 校准前本地时间: 1747813516898
            System.out.println("校准前本地时间: " + localTime);
            // 校准后本地时间: 1747813516812
            System.out.println("校准后本地时间: " + adjustedTime);

            client.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

8、时间为什么会越走越不准？

钟表和计算机内部都有一个叫做「晶体振荡器」的东西，给它加上电压，它就会以固定的频率振动。
这个振动频率的「稳定性」，取决于它的制造工艺，以及外界环境的影响 。

出于成本的考虑，钟表的制作工艺没那么高。
所以，它更容易有误差。

电脑制造工艺虽然比较高。
但它内部的晶体振荡器也会受到「温度」变化带来的影响，在工作过程中，也会有产生误差 。

虽然它们的误差很小，但日积月累下来，误差就越来越明显。

9、Unix 2038 bug（Jason hatchet bug）

很多编程语言起源于 UNIX 系统，而 UNIX 系统认为 1970 年 1 月 1 日 0 点是时间纪元。
所以， UNIX 时间戳是以 1970 年 1 月 1 日 0 点为 计时起点时间 的。

最初计算机操作系统是 32 位，而时间也是用 32 位表示。
* Integer 在 JAVA 中用 32 位表示，因此，32 位能表示的最大值是 2147483647。

// 2147483647
System.out.println(Integer.MAX_VALUE);

1 年 365 天的总秒数是 31536000 。
因此， 2147483647/31536000 = 68.1，32 位能表示的最长时间是 68 年。

1970 加上 68.1，实际最终到 2038 年 01 月 19 日 03 时 14 分 07 秒，便会到达最大时间。
这是著名的 Unix 2038 bug（Jason hatchet bug）。

过了这个时间点，所有 32 位操作系统时间便会变为 10000000 00000000 00000000 00000000，
算下来就是 1901 年 12 月 13 日 20 时 45 分 52 秒，便会出现 时间回归现象。
很多软件便会运行异常了。

解决方案就是，计算机表示时间使用了 64 位来代替 32 位。
在 64 位系统下，此时间最多可以表示到 292,277,026,596 年 12 月 4 日 15 时 30 分 08 秒。这个时间就可以非常长了，在目前的人类生活时间中，远远够用了。

10、小结

存储与传输：
优先使用 UTC 时间和 ISO 8601 格式。

时区处理：
在展示时，转换为本地时间（如：ZonedDateTime in Java）。

同步机制：
关键系统部署 NTP 客户端，选择低 Stratum 服务器。

闰秒与 DST：
使用成熟时间库（如：java.time）自动处理复杂规则。