詳解Go?中的時(shí)間處理

更新時(shí)間：2022年07月19日 10:18:56 作者：機(jī)器鈴砍菜刀

這篇文章主要介紹了Go?中的時(shí)間處理,本文將介紹?time?庫(kù)中一些重要的函數(shù)和方法，希望能幫助到那些一遇到?Go?時(shí)間處理問(wèn)題就需要百度的童鞋，需要的朋友可以參考下

?作為程序員，我們經(jīng)常需要對(duì)時(shí)間進(jìn)行處理。在 Go 中，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù) time 提供了對(duì)應(yīng)的能力。

本文將介紹 time 庫(kù)中一些重要的函數(shù)和方法，希望能幫助到那些一遇到 Go 時(shí)間處理問(wèn)題就需要百度的童鞋。

應(yīng)對(duì)時(shí)區(qū)問(wèn)題

在編程中，我們經(jīng)常會(huì)遭遇八小時(shí)時(shí)間差問(wèn)題。這是由時(shí)區(qū)差異引起的，為了能更好地解決它們，我們需要理解幾個(gè)時(shí)間定義標(biāo)準(zhǔn)。

GMT（Greenwich Mean Time），格林威治平時(shí)。GMT 根據(jù)地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)來(lái)計(jì)算時(shí)間，它規(guī)定太陽(yáng)每天經(jīng)過(guò)位于英國(guó)倫敦郊區(qū)的皇家格林威治天文臺(tái)的時(shí)間為中午12點(diǎn)。GMT 是前世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。

UTC（Coordinated Universal Time），協(xié)調(diào)世界時(shí)。UTC 比 GMT 更精準(zhǔn)，它根據(jù)原子鐘來(lái)計(jì)算時(shí)間。在不需要精確到秒的情況下，可以認(rèn)為 UTC=GMT。UTC 是現(xiàn)世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。

從格林威治本初子午線起，往東為正，往西為負(fù)，全球共劃分為 24 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)區(qū)，相鄰時(shí)區(qū)相差一個(gè)小時(shí)。

package main

import (
 "fmt"
 "time"
)

func main() {
 fmt.Println(time.Now())
}

中國(guó)大陸使用的是東八時(shí)區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，即北京時(shí)間 CST，China Standard Time。

$ go run main.go 
2022-07-17 16:37:31.186043 +0800 CST m=+0.000066647

這是默認(rèn)時(shí)區(qū)下的結(jié)果，time.Now()?的打印中會(huì)標(biāo)注+0800 CST。

假設(shè)我們是在美國(guó)洛杉磯時(shí)區(qū)下，那得到的結(jié)果是什么呢？

$ TZ="America/Los_Angeles" go run main.go
2022-07-17 01:39:12.391505 -0700 PDT m=+0.000069514

可以看到，此時(shí)的結(jié)果是-0700 PDT 時(shí)間，即 PDT（Pacific Daylight Time）太平洋夏季時(shí)間。由于時(shí)區(qū)差異，兩次執(zhí)行的時(shí)間結(jié)果相差了 15 小時(shí)。

注意，在使用 Docker 容器時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)的時(shí)區(qū)就是 UTC 時(shí)間（0 時(shí)區(qū)），和我們實(shí)際需要的北京時(shí)間相差八個(gè)小時(shí)，這是導(dǎo)致八小時(shí)時(shí)間差問(wèn)題的經(jīng)典場(chǎng)景。

時(shí)區(qū)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)策略，可以詳細(xì)查看 src/time/zoneinfo_unix.go 中 initLocal() 函數(shù)的加載邏輯。例如，可以通過(guò)指定環(huán)境變量 TZ，修改/etc/localtime文件等方式來(lái)解決。

因?yàn)闀r(shí)區(qū)問(wèn)題非常重要，所以放在了文章第一部分講述。下面開(kāi)始介紹 time 庫(kù)的使用。

時(shí)間瞬間 time.Time

time 庫(kù)，最核心的對(duì)象是 time.Time 結(jié)構(gòu)體。它的定義如下，用以表示某個(gè)瞬間的時(shí)間。

type Time struct {
  // wall and ext encode the wall time seconds, wall time nanoseconds,
 // and optional monotonic clock reading in nanoseconds.
   wall uint64
   ext  int64
   loc *Location
}

計(jì)算機(jī)在時(shí)間處理上，主要涉及到兩種時(shí)鐘。

墻上時(shí)鐘（wall time），又稱(chēng)為鐘表時(shí)間，用于表示具體的日期與時(shí)間。
單調(diào)時(shí)鐘（monotonic clocks），總是保證時(shí)間是向前的，不會(huì)出現(xiàn)墻上時(shí)鐘的回?fù)軉?wèn)題，因此它很適合用于測(cè)量持續(xù)時(shí)間段。

wall 和 ext 字段就是用于記錄墻上時(shí)鐘和單調(diào)時(shí)鐘，精度為納秒。字段的對(duì)應(yīng)位數(shù)上關(guān)聯(lián)著用于確定時(shí)間的具體年、月、日、小時(shí)、分鐘、秒等信息。

loc 字段記錄時(shí)區(qū)位置，當(dāng) loc 為 nil 時(shí)，默認(rèn)為 UTC 時(shí)間。

因?yàn)?time.Time 用于表示具有納秒精度的時(shí)間瞬間，在程序中通常應(yīng)該將它作為值存儲(chǔ)和傳遞，而不是指針。

即在時(shí)間變量或者結(jié)構(gòu)體字段中，我們應(yīng)該使用 time.Time，而非 *time.Time。

獲取 time.Time

我們可以通過(guò) Now 函數(shù)獲取當(dāng)前本地時(shí)間

func Now() Time {}

也可以通過(guò) Date 函數(shù)，根據(jù)年、月、日等時(shí)間和時(shí)區(qū)參數(shù)獲取指定時(shí)間

func Date(year int, month Month, day, hour, min, sec, nsec int, loc *Location) Time {}

轉(zhuǎn)換時(shí)間戳

計(jì)算機(jī)世界中，將 UTC 時(shí)間 1970 年1月1日 0 時(shí) 0 分 0 秒作為 Unix 時(shí)間 0。所謂的時(shí)間瞬間轉(zhuǎn)換為 Unix 時(shí)間戳，即計(jì)算的是從 Unix 時(shí)間 0 到指定瞬間所經(jīng)過(guò)的秒數(shù)、微秒數(shù)等。

func (t Time) Unix() int64 {}      // 從 Unix 時(shí)間 0 經(jīng)過(guò)的秒數(shù)
func (t Time) UnixMicro() int64 {} // 從 Unix 時(shí)間 0 經(jīng)過(guò)的微秒數(shù)
func (t Time) UnixMilli() int64 {} // 從 Unix 時(shí)間 0 經(jīng)過(guò)的毫秒數(shù)
func (t Time) UnixNano() int64 {}  // 從 Unix 時(shí)間 0 經(jīng)過(guò)的納秒數(shù)

獲取基本字段

t := time.Now()
 fmt.Println(t.Date())      // 2022 July 17
 fmt.Println(t.Year())      // 2022
 fmt.Println(t.Month())     // July
 fmt.Println(t.ISOWeek())   // 2022 28
 fmt.Println(t.Clock())     // 22 21 56
 fmt.Println(t.Day())       // 17
 fmt.Println(t.Weekday())   // Sunday
 fmt.Println(t.Hour())      // 22
 fmt.Println(t.Minute())    // 21
 fmt.Println(t.Second())    // 56
 fmt.Println(t.Nanosecond())// 494313000
 fmt.Println(t.YearDay())   // 198

持續(xù)時(shí)間 time.Duration

持續(xù)時(shí)間 time.Duration 用于表示兩個(gè)時(shí)間瞬間 time.Time 之間所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。它通過(guò) int64 表示納秒計(jì)數(shù)，能表示的極限大約為 290 年。

// A Duration represents the elapsed time between two instants
// as an int64 nanosecond count. The representation limits the
// largest representable duration to approximately 290 years.
type Duration int64

在 Go 中，持續(xù)時(shí)間只是一個(gè)以納秒為單位的數(shù)字而已。如果持續(xù)時(shí)間等于 1000000000，則它代表的含義是 1 秒或 1000 毫秒或 1000000 微秒或 1000000000 納秒。

例如，相隔 1 小時(shí)的兩個(gè)時(shí)間瞬間 time.Time 值，它們之間的持續(xù)時(shí)間 time.Duration 值為

1*60*60*1000*1000*1000

Go 的 time 包中定義了這些持續(xù)時(shí)間常量值

const (
 Nanosecond  Duration = 1
 Microsecond          = 1000 * Nanosecond
 Millisecond          = 1000 * Microsecond
 Second               = 1000 * Millisecond
 Minute               = 60 * Second
 Hour                 = 60 * Minute
)

同時(shí)，time.Duration 提供了能獲取各時(shí)間粒度數(shù)值的方法

func (d Duration) Nanoseconds() int64 {}   // 納秒
func (d Duration) Microseconds() int64 {}  // 微秒
func (d Duration) Milliseconds() int64 {}  // 毫秒
func (d Duration) Seconds() float64 {}     // 秒
func (d Duration) Minutes() float64 {}     // 分鐘
func (d Duration) Hours() float64 {}       // 小時(shí)

時(shí)間計(jì)算

在學(xué)習(xí)了時(shí)間瞬間和持續(xù)時(shí)間之后，我們來(lái)看如何做時(shí)間計(jì)算。

func (t Time) Add(d Duration) Time {}

Add 函數(shù)用于增加/減少（ d 的正值表示增加、負(fù)值表示減少） time.Time 的持續(xù)時(shí)間。我們可以對(duì)某瞬時(shí)時(shí)間，增加或減少指定納秒級(jí)以上的時(shí)間。

func (t Time) Sub(u Time) Duration {}

Sub 函數(shù)可以得出兩個(gè)時(shí)間瞬間之間的持續(xù)時(shí)間。

func (t Time) AddDate(years int, months int, days int) Time {}

AddDate 函數(shù)基于年、月和日的維度增加/減少 time.Time 的值。

當(dāng)然，基于當(dāng)前時(shí)間瞬間 time.Now() 的計(jì)算是最普遍的需求。因此，time 包還提供了以下便捷的時(shí)間計(jì)算函數(shù)。

func Since(t Time) Duration {}

Since 函數(shù)是 time.Now().Sub(t) 的快捷方法。

func Until(t Time) Duration {}

Until 函數(shù)是 t.Sub(time.Now()) 的快捷方法。

使用示例

t := time.Now()
 fmt.Println(t)                      // 2022-07-17 22:41:06.001567 +0800 CST m=+0.000057466

 //時(shí)間增加 1小時(shí)
 fmt.Println(t.Add(time.Hour * 1))   // 2022-07-17 23:41:06.001567 +0800 CST m=+3600.000057466
 //時(shí)間增加 15 分鐘
 fmt.Println(t.Add(time.Minute * 15))// 2022-07-17 22:56:06.001567 +0800 CST m=+900.000057466
 //時(shí)間增加 10 秒鐘
 fmt.Println(t.Add(time.Second * 10))// 2022-07-17 22:41:16.001567 +0800 CST m=+10.000057466

 //時(shí)間減少 1 小時(shí)
 fmt.Println(t.Add(-time.Hour * 1))  // 2022-07-17 21:41:06.001567 +0800 CST m=-3599.999942534
 //時(shí)間減少 15 分鐘
 fmt.Println(t.Add(-time.Minute * 15))// 2022-07-17 22:26:06.001567 +0800 CST m=-899.999942534
 //時(shí)間減少 10 秒鐘
 fmt.Println(t.Add(-time.Second * 10))// 2022-07-17 22:40:56.001567 +0800 CST m=-9.999942534

 time.Sleep(time.Second * 5)
 t2 := time.Now()
 // 計(jì)算 t 到 t2 的持續(xù)時(shí)間
 fmt.Println(t2.Sub(t))              // 5.004318874s
 // 1 年之后的時(shí)間
 t3 := t2.AddDate(1, 0, 0)
 // 計(jì)算從 t 到當(dāng)前的持續(xù)時(shí)間
 fmt.Println(time.Since(t))          // 5.004442316s
 // 計(jì)算現(xiàn)在到明年的持續(xù)時(shí)間
 fmt.Println(time.Until(t3))         // 8759h59m59.999864s

格式化時(shí)間

在其他語(yǔ)言中，一般會(huì)使用通用的時(shí)間模板來(lái)格式化時(shí)間。例如 Python，它使用 %Y 代表年、%m 代表月、%d 代表日等。

但是，Go 不一樣，它使用固定的時(shí)間（需要注意，使用其他的時(shí)間是不可以的）作為布局模板，而這個(gè)固定時(shí)間是 Go 語(yǔ)言的誕生時(shí)間。

Mon Jan 2 15:04:05 MST 2006

格式化時(shí)間涉及到兩個(gè)轉(zhuǎn)換函數(shù)

func Parse(layout, value string) (Time, error) {}

Parse 函數(shù)用于將時(shí)間字符串根據(jù)它所能對(duì)應(yīng)的布局轉(zhuǎn)換為 time.Time 對(duì)象。

func (t Time) Format(layout string) string {}

Formate 函數(shù)用于將 time.Time 對(duì)象根據(jù)給定的布局轉(zhuǎn)換為時(shí)間字符串。

示例

const (
   layoutISO = "2006-01-02"
   layoutUS  = "January 2, 2006"
)
date := "2012-08-09"
t, _ := time.Parse(layoutISO, date)
fmt.Println(t)                  // 2012-08-09 00:00:00 +0000 UTC
fmt.Println(t.Format(layoutUS)) // August 9, 2012

在 time 庫(kù)中，Go 提供了一些預(yù)定義的布局模板常量，這些可以直接拿來(lái)使用。

const (
 Layout      = "01/02 03:04:05PM '06 -0700" // The reference time, in numerical order.
 ANSIC       = "Mon Jan _2 15:04:05 2006"
 UnixDate    = "Mon Jan _2 15:04:05 MST 2006"
 RubyDate    = "Mon Jan 02 15:04:05 -0700 2006"
 RFC822      = "02 Jan 06 15:04 MST"
 RFC822Z     = "02 Jan 06 15:04 -0700" // RFC822 with numeric zone
 RFC850      = "Monday, 02-Jan-06 15:04:05 MST"
 RFC1123     = "Mon, 02 Jan 2006 15:04:05 MST"
 RFC1123Z    = "Mon, 02 Jan 2006 15:04:05 -0700" // RFC1123 with numeric zone
 RFC3339     = "2006-01-02T15:04:05Z07:00"
 RFC3339Nano = "2006-01-02T15:04:05.999999999Z07:00"
 Kitchen     = "3:04PM"
 // Handy time stamps.
 Stamp      = "Jan _2 15:04:05"
 StampMilli = "Jan _2 15:04:05.000"
 StampMicro = "Jan _2 15:04:05.000000"
 StampNano  = "Jan _2 15:04:05.000000000"
)

下面是我們可選的布局參數(shù)對(duì)照表

年         06/2006
月         01/1/Jan/January
日         02/2/_2
星期       Mon/Monday
小時(shí)       03/3/15
分         04/4
秒         05/5
毫秒       .000/.999
微秒       .000000/.999999
納秒       .000000000/.999999999
am/pm     PM/pm
時(shí)區(qū)       MST
時(shí)區(qū)小時(shí)數(shù)差-0700/-07/-07:00/Z0700/Z07:00

時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換

在文章開(kāi)頭，我們介紹了時(shí)區(qū)問(wèn)題。如果在代碼中，需要獲取同一個(gè) time.Time 在不同時(shí)區(qū)下的結(jié)果，我們可以使用它的 In 方法。

func (t Time) In(loc *Location) Time {}

它的使用非常簡(jiǎn)單，直接看示例代碼

now := time.Now()
fmt.Println(now)          // 2022-07-18 21:19:59.9636 +0800 CST m=+0.000069242

loc, _ := time.LoadLocation("UTC")
fmt.Println(now.In(loc)) // 2022-07-18 13:19:59.9636 +0000 UTC

loc, _ = time.LoadLocation("Europe/Berlin")
fmt.Println(now.In(loc)) // 2022-07-18 15:19:59.9636 +0200 CEST

loc, _ = time.LoadLocation("America/New_York")
fmt.Println(now.In(loc)) // 2022-07-18 09:19:59.9636 -0400 EDT

loc, _ = time.LoadLocation("Asia/Dubai")
fmt.Println(now.In(loc)) // 2022-07-18 17:19:59.9636 +0400 +04