前言

隨著全球化的發(fā)展，IT行業(yè)越來越多地涉及跨國合作。不同國家和地區(qū)的團(tuán)隊成員需要在不同時區(qū)下協(xié)同工作。合理分配工作時間、優(yōu)化軟件和服務(wù)設(shè)計，以及培訓(xùn)員工了解時差問題，對于提高跨文化溝通能力和工作效率至關(guān)重要。在網(wǎng)絡(luò)通信中，服務(wù)器時間和UTC（協(xié)調(diào)世界時）被廣泛用于全球時間計算。UTC通常表現(xiàn)為HH:MM:SS的形式，時區(qū)則用UTC+/-X的形式表示。服務(wù)器時間，如北京時間（UTC+8），對于文件壓縮、數(shù)據(jù)備份、跟蹤日志等操作至關(guān)重要。時區(qū)API在應(yīng)用程序開發(fā)中扮演著重要角色，它們可以快速查詢目標(biāo)時區(qū)的當(dāng)前時間，并提供是否有夏令時、UTC偏移量等數(shù)據(jù)。這對于需要處理全球用戶時間的應(yīng)用來說至關(guān)重要。

在信息技術(shù)（IT）行業(yè)中，對世界時區(qū)的理解和應(yīng)用至關(guān)重要。眾所周知，全球共劃分為24個時區(qū)，每個時區(qū)覆蓋經(jīng)度15度，這種劃分基于地球自轉(zhuǎn)，使得每個時區(qū)的中央經(jīng)線地方時與太陽直射點的經(jīng)度大致同步。全球的時區(qū)信息按照劃分可以分為下圖所示的時區(qū)分布：

全球共分為24個時區(qū)。 這一劃分是基于地球自轉(zhuǎn)，每隔經(jīng)度15°為一個時區(qū)，以格林尼治天文臺舊址為中時區(qū)（零時區(qū)），設(shè)東1至12區(qū)、西1至12區(qū)，每個時區(qū)跨經(jīng)度15度，最后的東、西12區(qū)各跨7.5度，以180度經(jīng)線為界。每個時區(qū)的中央經(jīng)線上的時間就是這個時區(qū)內(nèi)統(tǒng)一采用的時間，稱為區(qū)時，相鄰兩時區(qū)的時差為1小時。這種劃分方式在很大程度上解決了各地時刻的混亂現(xiàn)象，使得世界上只有24種不同時刻存在，而且由于相鄰時區(qū)間的時差恰好為1個小時，這樣各不同時區(qū)間的時刻換算變得極為簡單。

時區(qū)在IT行業(yè)中的影響深遠(yuǎn)，從軟件開發(fā)到網(wǎng)絡(luò)安全，再到全球團(tuán)隊的協(xié)作，都需要對時區(qū)有深刻的理解和精確的管理。隨著技術(shù)的發(fā)展，對時區(qū)的處理和管理也在不斷進(jìn)步，以適應(yīng)全球化的挑戰(zhàn)。本文即在此背景之下產(chǎn)生，文章首先介紹了一些IANA時區(qū)的相關(guān)知識，然后重點介紹在Java中如何進(jìn)行時區(qū)的時間轉(zhuǎn)換，同時還分別介紹基于IANA的時區(qū)加載和基于UTC的時區(qū)加載，通過實例的方式讓大家掌握如何來進(jìn)行時間的計算。如果我們的業(yè)務(wù)系統(tǒng)有海外的業(yè)務(wù)，對于時間的計算尤其有參考價值。

一、zoneinfo簡介

在正式進(jìn)行時區(qū)相關(guān)的計算和生成之前，首先我們來了解一下zoneinfo。因此在這里對zoneInfo來做一個簡單的介紹，為后續(xù)知識的展開奠定基礎(chǔ)。

1、zoneinfo是什么

IANA Time Zone Database，通常被稱為tzdata（也可成為zoneinfo），是全球時間區(qū)數(shù)據(jù)的一個重要資源，它包含了世界各地的時區(qū)信息，包括夏令時規(guī)則、歷史時區(qū)變更等。這個數(shù)據(jù)庫被廣泛用于操作系統(tǒng)、編程語言、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和其他需要處理日期和時間的軟件中，確保了準(zhǔn)確的時間計算和轉(zhuǎn)換。在這個庫中，已經(jīng)設(shè)置了夏令時規(guī)則，因此我們可以讀取到相關(guān)的信息。tzdata的數(shù)據(jù)信息可以在互聯(lián)網(wǎng)上公開下載。

時區(qū)數(shù)據(jù)在計算機(jī)系統(tǒng)中扮演著核心角色，因為地球上的不同地區(qū)有著不同的時間標(biāo)準(zhǔn)。例如，"CET"代表中歐時間（Central European Time），"CST6CDT"代表美國中部標(biāo)準(zhǔn)時間（Central Standard Time）和中部夏令時（Central Daylight Time）。"EET"是東歐時間（Eastern European Time），“Egypt”、“Eire”（愛爾蘭）、“EST”（東部標(biāo)準(zhǔn)時間，Eastern Standard Time）以及“EST5EDT”（美國東部標(biāo)準(zhǔn)時間和夏令時）都是 tzdata 數(shù)據(jù)庫中特定時區(qū)的標(biāo)識符。 tzdata 數(shù)據(jù)庫的更新非常頻繁，因為它需要反映各國政府對時區(qū)和夏令時政策的更改。例如，埃及可能會在某些年份暫停實施夏令時，這樣的變化就需要被tzdata記錄并更新，以便軟件能夠正確處理這些地區(qū)的日期和時間。

2、zoneinfo有什么

處理tzdata涉及到的關(guān)鍵概念包括：

1. 時區(qū)ID：每個時區(qū)都有一個唯一的標(biāo)識符，如“America/New_York”，這些ID在tzdata中定義，并被用來指定地理位置。

2. 夏令時規(guī)則：tzdata包含了各個國家和地區(qū)開始和結(jié)束夏令時的具體日期和時間，以及夏令時期間時鐘如何前進(jìn)或后退的規(guī)則。

3. 歷史變更：由于政治和地理原因，一些時區(qū)的歷史時間標(biāo)準(zhǔn)會改變，tzdata記錄了這些變更，使得軟件可以處理過去的時間點。

4. 偏移量：每個時區(qū)相對于UTC的小時和分鐘偏移量，可以是正數(shù)（向東）或負(fù)數(shù)（向西）。

5. 區(qū)域文件：tzdata由一系列區(qū)域文件組成，每個文件對應(yīng)一個或多個時區(qū)，包含了該地區(qū)的全部時間規(guī)則。 

zoneinfo 文件通常由相關(guān)操作系統(tǒng)或軟件管理，例如 Unix 和 Linux 操作系統(tǒng)中的 tzdata 包。隨著時區(qū)更改不斷發(fā)生，這些文件也需保持不斷的更新，以反映出最新的時區(qū)信息和規(guī)則。因為 zoneinfo 文件包含有關(guān)時區(qū)規(guī)則的信息，所以它們在應(yīng)用程序中非常有用。例如，當(dāng)應(yīng)用程序需要將 UTC 時間轉(zhuǎn)換為本地時間時，它首先會使用系統(tǒng)中的 zoneinfo 文件來確定本地時區(qū)的偏移量和夏令時規(guī)則，然后應(yīng)用這些規(guī)則來計算出本地時間。

介紹完了zoneInfo的基本知識后，下面我們深入介紹在Java當(dāng)中，如何進(jìn)行時區(qū)的識別和讀取，最后根據(jù)不同的時區(qū)來輸出其對應(yīng)的時區(qū)時間。

二、在Java中進(jìn)行時區(qū)轉(zhuǎn)換

Java中的ZoneInfo類是java.time包的一部分，用于表示時區(qū)信息。它提供了一種靈活的方式來處理全球時區(qū)，包括夏令時的變更。ZoneInfo類取代了舊版Java中使用的SimpleTimeZone和TimeZone類，因為它支持國際時區(qū)規(guī)則的變化，這些規(guī)則可能會因為政治或社會因素而調(diào)整。因此這里來介紹一下Java中如何來使用zoneInfo對象。

1、Java與zoneInfo

zoneInfo實例可以通過ZoneId系統(tǒng)來獲取，ZoneId是時區(qū)的唯一標(biāo)識符。例如，可以通過ZoneId.systemDefault()獲取系統(tǒng)默認(rèn)時區(qū)，或者通過ZoneId.of("Europe/Paris")獲取特定地區(qū)的時區(qū)。ZoneInfo提供了諸如獲取時區(qū)的ID、規(guī)則、偏移量等信息的方法。它還支持夏令時的自動調(diào)整，這意味著當(dāng)夏令時開始或結(jié)束時，ZoneInfo能夠自動更新偏移量。

在Java 8及以后的版本中，ZoneInfo是處理時區(qū)相關(guān)操作的首選方式，因為它提供了更好的準(zhǔn)確性和更豐富的API支持。開發(fā)者可以利用ZonedDateTime或OffsetDateTime等類結(jié)合ZoneInfo來處理帶時區(qū)的日期和時間。

2、Java展示zoneInfo實例

下面結(jié)合一段實例的代碼來重點講解一下在Java當(dāng)中是如何來實現(xiàn)zoneinfo的加載，同時格式化相關(guān)的時間信息。代碼如下：

// 創(chuàng)建一個ZonedDateTime實例，表示當(dāng)前時間在系統(tǒng)默認(rèn)時區(qū)
ZonedDateTime nowInSystemZone = ZonedDateTime.now();
// 打印系統(tǒng)默認(rèn)時區(qū)的時間
System.out.println("Current time in system default zone: " + nowInSystemZone);
// 指定目標(biāo)時區(qū)，例如：美國東部時區(qū)
ZoneId newYorkZoneId = ZoneId.of("America/New_York");
// 將當(dāng)前時間轉(zhuǎn)換為目標(biāo)時區(qū)的時間
ZonedDateTime newYorkTime = nowInSystemZone.withZoneSameInstant(newYorkZoneId);
// 打印轉(zhuǎn)換后的時間
System.out.println("Current time in New York: " + newYorkTime);
// 使用DateTimeFormatter格式化時間輸出
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss z");
String formattedNewYorkTime = newYorkTime.format(formatter);
// 打印格式化后的時間
System.out.println("Formatted New York time: " + formattedNewYorkTime);

執(zhí)行上面的程序后，可以看到在控制臺中有以下的輸出:

Current time in system default zone: 2024-12-12T23:24:44.062+08:00[Asia/Shanghai]
Current time in New York: 2024-12-12T10:24:44.062-05:00[America/New_York]
Formatted New York time: 2024-12-12 10:24:44 EST

大家可以看到，在程序中有America/New_York這樣的時區(qū)標(biāo)記。這其實就是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫信息。通過這個時區(qū)標(biāo)識就能準(zhǔn)確的進(jìn)行時區(qū)的計算。

3、Java獲取時區(qū)ID

當(dāng)我們知道了時區(qū)ID之后，下面我們就可以來看一下默認(rèn)情況，我們的系統(tǒng)中默認(rèn)的時區(qū)ID有多少，這個準(zhǔn)確的數(shù)字可以從ZoneId.getAvailableZoneIds()這個方法類獲取。

我們來執(zhí)行一下看控制臺的輸出結(jié)果。一共的時區(qū)id有599個，大致的信息如下圖所示：

為了更方便的根據(jù)zoneId來獲得時區(qū)信息，這里封裝一個基本的方法，輸入?yún)?shù)是時區(qū)信息和當(dāng)前時間，然后計算對應(yīng)時區(qū)下的時間，采用日期格式化的形式進(jìn)行輸出。

// 創(chuàng)建一個日期時間格式化器
private static final DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    
public static String getTimeFormart(String zoneIdStr,long currentTimeMillis) {
    ZoneId zoneId = StringUtils.isNotEmpty(zoneIdStr) ?  ZoneId.of(zoneIdStr) : ZoneId.systemDefault();
    // 將時間戳轉(zhuǎn)換為Instant對象
    Instant instant = Instant.ofEpochMilli(currentTimeMillis);
    // 將Instant轉(zhuǎn)換為ZonedDateTime
    ZonedDateTime zonedDateTime = instant.atZone(zoneId);
    // 格式化日期時間
    String formattedDateTime = zonedDateTime.format(formatter);
    // 輸出格式化后的日期時間
    //System.out.println(formattedDateTime);
    return formattedDateTime;
}

以上就是已知了時區(qū)ID來直接獲取時間的示例。那么在一些場景中，比如已知一個經(jīng)緯度信息，如何根據(jù)經(jīng)度來自動計算時區(qū)的ID。這就需要一定的計算了。在下面的內(nèi)容中進(jìn)行深入介紹。

三、Java通過經(jīng)緯度獲取時區(qū)

全球共分為24個時區(qū)。 這一劃分是基于地球自轉(zhuǎn)，每隔經(jīng)度15°為一個時區(qū)，以格林尼治天文臺舊址為中時區(qū)（零時區(qū)），設(shè)東1至12區(qū)、西1至12區(qū)，每個時區(qū)跨經(jīng)度15度，最后的東、西12區(qū)各跨7.5度，以180度經(jīng)線為界。每個時區(qū)的中央經(jīng)線上的時間就是這個時區(qū)內(nèi)統(tǒng)一采用的時間，稱為區(qū)時，相鄰兩時區(qū)的時差為1小時。那么根據(jù)經(jīng)度，其實我們就可以計算出相應(yīng)的時區(qū)，然后求解出對應(yīng)的時間。因此本小節(jié)將重點講述如何使用Java來通過經(jīng)度來獲取時區(qū)信息。

1、通過經(jīng)度求解偏移

為了求解經(jīng)度對應(yīng)的時區(qū)信息，首先我們來計算經(jīng)度對應(yīng)的偏移。方法就是上面講過的，將經(jīng)度值與15進(jìn)行取余。關(guān)鍵代碼如下：

/**
* - 根據(jù)位置精度獲得時區(qū)id
* @param currentLon
* @return
*/
public static int calculateTimeZone(double currentLon) {
    int timeZone;
    int shangValue = (int) (currentLon / 15);
    double yushuValue = Math.abs(currentLon % 15);
    if (yushuValue <= 7.5) {
        timeZone = shangValue;
    } else {
        timeZone = shangValue + (currentLon > 0 ? 1 : -1);
    }
    return timeZone;
}

2、通過偏移量計算時間

經(jīng)過上面的步驟，可以計算出目標(biāo)的經(jīng)度的偏差，因此可以得出一個偏移。比如7標(biāo)識在UTC+7區(qū)。在Java當(dāng)中也是可以直接基于UTC+7來直接生成時間。轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵代碼如下：

List<Double> lonArray = new ArrayList<Double>();
lonArray.add(103.343005D);
lonArray.add(-57.840003D);
lonArray.add(36.116677D);
lonArray.add(9.516670D);
lonArray.add(179.216647D);
lonArray.add(-61.387013D);
lonArray.add(-6.836408D);
for(Double lon : lonArray) {
     int timeZoneOffset  = calculateTimeZone(lon);
     String zongIdStr = "UTC" + (timeZoneOffset < 0 ? "-" : "+") + Math.abs(timeZoneOffset);
     System.out.println(zongIdStr + "\t==>"+getTimeFormart(zongIdStr,currentTimeMillis));
 }

與之前的zoneId不一樣的是，這里傳入的UTC的偏移信息。然后求解時間，來看程序的實際輸出。

可以看到數(shù)據(jù)已經(jīng)成功的進(jìn)行了輸出。而且加上了偏移。

3、統(tǒng)一的處理算法

為了兼容zoneId和通過經(jīng)度位置來求解目標(biāo)的時區(qū)信息的需求，這里我們封裝一種處理算法。其大致的運行邏輯如下圖所示：

以我們的全球城市為例，如果想要計算其時間信息，首先查詢當(dāng)前對象是否包含了zoneId，如果有，則獲取IANA代碼后直接計算時間。如果沒有，則獲取對象空間屬性的經(jīng)度參與計算，如果經(jīng)度獲取失敗，則返回空值。 這里分享這種計算方法，以后如果再碰到這種需要通過經(jīng)度來生成時間的場景，可以采用本文分享的方法。

四、總結(jié)

文章首先介紹了一些IANA時區(qū)的相關(guān)知識，然后重點介紹在Java中如何進(jìn)行時區(qū)的時間轉(zhuǎn)換，同時還分別介紹基于IANA的時區(qū)加載和基于UTC的時區(qū)加載，通過實例的方式讓大家掌握如何來進(jìn)行時間的計算。希望通過實例的講解，大家不僅掌握如何通過zoneID來獲取時間信息，也可以支持根據(jù)經(jīng)度來獲取位置的時區(qū)計算過程。為以后的時空分析奠定堅實的基礎(chǔ)。

以上就是Java世界時區(qū)自動計算及時間生成方法詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java世界時區(qū)計算與時間生成的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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