日期与时间（UTC、GMT、时间戳、时区）

总是记错弄乱，自己整理一份。

基本概念

格林尼治标准时间（GMT）

英语：Greenwich Mean Time，简称 GMT。

是指位于英国伦敦郊区的皇家格林尼治天文台当地的平太阳时，因为本初子午线被定义为通过那里的经线。

由于地球每天的自转是有些不规则的，而且正在缓慢减速，GMT 已经被原子钟报时的 UTC 顶替。

协调世界时（UTC）

英语：Coordinated Universal Time，法语：Temps Universel Coordonné，简称 UTC。

其以原子时秒长为基础，是最主要的世界时间标准。

关于缩写：

国际电信联盟希望协调世界时能够在所有语言有单一的缩写。英语和法语区的人同时希望各自的语言缩写－CUT 和 TUC 能够成为国际标准，结果最后妥协使用 UTC。

GMT 与 UTC

目前能看到 GMT 字眼的，常见于 JavaScript 的 Date() 和谷歌搜索「伦敦时间」时展示的。

我也不是很理解为什么显示 GMT，但是即便显示的是 GMT，也是经过校准的，与正确时间相差不到一秒。

网络时间协议（NTP）

英语：Network Time Protocol，缩写：NTP。

NTP 是一个在电脑系统之间进行时钟同步的网络协议，意图将所有参与电脑的协调世界时（UTC）时间同步到几毫秒的误差内。

自1985年以来，NTP是目前仍在使用的最古老的互联网协议之一。

时区与本地时间

一般说 UTC 时间也就是指零时区 +00:00（或写成 UTC+0、UTC±00:00）时间，比北京时间早八个小时。

2021-01-01 08:00:00 +08:00 也就是北京时间的上午八点钟，而这时 UTC 时间为 2021-01-01 00:00:00 +00:00，英国伦敦的午夜，这是同一个时刻。

时间戳

这里指的时间戳是指代码中的 timestamp 那一串长数字。

编程中大家讨论和使用的皆是 Unix 时间戳（Unix timestamp 或 POSIX timestamp），是从 1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒到现在的秒数，有的语言也支持了毫秒、微秒等等。

1 秒 = 1000 毫秒
1 毫秒 = 1000 微秒

很多编程语言都有生成当前时间戳的方法，目前的时间戳长度：

10 位长度，精确到秒
13 位长度，精确到毫秒
16 位长度，精确到微秒

在 2286 年 11 月 21 日 1 时 46 分 39 秒之后，时间戳会加长一位数。

时间戳有时区吗？

当我们讨论时间戳的时候，也就是前后端交换数据，数据库存储日期时间时，皆是 Unix 时间戳，时间戳是没有时区概念的。

或者可以理解为，时间戳是固定死零时区的。

2021-01-01 00:00:00+00:00 与 2021-01-01 08:00:00+08:00 的时间戳都是 1609459200。

所以建议在数据库或数据传输时使用 Unix 时间戳，时间戳可以被简单地解析为 UTC 时间或任何时区的时间，不会被时区概念束缚和混淆。

ISO 8601

国际标准 ISO 8601，是国际标准化组织的日期和时间的表示方法，全称为《数据存储和交换形式·信息交换·日期和时间的表示方法》。

简单来说，日期与时间的规定写法是这样的：

2000-01-23                # 年使用四位数，月、日、时、分、秒皆使用两位数，不够的前面补零。
2000-01-23T04:05:06       # 用 T 分割日期与时间。
2000-01-23T04:05:06Z      # 用 Z 代表 UTC+0（零时区）
2000-01-23T04:05:06+00:00 # 也可以使用 +00:00 表示零时区
2000-01-23T04:05:06+08:00 # 东八区
2000-01-23T04:05:06.123456  # Python 中 datetime.now().isoformat() 的默认格式

实际上 ISO 8601 也允许了一些其他的写法。

RFC 3339 与 ISO 8601

Python 用的是 ISO 8601：

datetime.now().isoformat()
datetime.utcnow().isoformat()

Golang 用的是 RFC 3339：

time.Now().Format(time.RFC3339)
time.Now().UTC().Format(time.RFC3339)

What’s the difference between ISO 8601 and RFC 3339 Date Formats?

RFC 3339 被列为 ISO 8601 的配置文件。有一些很小的差异，比如 RFC 3339 不允许两位数的年份，RFC 3339 允许用空格代替 T。

就一般的使用情况来说，两者之间可视为没有差异。

获取时间戳

Python：

import time
from datetime import datetime

# 正确的
print(time.time())
print(datetime.now().timestamp())

# 错误的
print(datetime.utcnow().timestamp())

timestamp() 经过了 Python 内部处理的，将当前的系统时间（无论你在哪个时区）转换为正确的标准的 Unix 时间戳。

而最下面的那个为什么错了，因为 timestamp() 默认你给的 datetime 是当前系统的时区，如果你在零时区，那的确没有问题；如果不在零时区，timestamp() 会认为我给的是东八区，所以最后返回了错误的时间戳。

可以解决这个错误，只需要在 timestamp() 之前将 datetime 的时区确定即可。

from datetime import datetime, timedelta, timezone

d1 = datetime.now()
d1 = d1.replace(tzinfo=timezone(timedelta(hours=8))) # 绑定时区为东八区
ts1 = d1.timestamp()
print(ts1)

d2 = datetime.utcnow()
d2 = d2.replace(tzinfo=timezone.utc) # 绑定时区为零时区
ts2 = d2.timestamp()
print(ts2)

# ts1 和 ts2 基本相等，只有程序运行顺序的微秒级差距。

Golang：

Golang 中是一样的:

time.Now().Unix()
time.Now().UTC().Unix()

因为 Golang 的 time.Now() 中默认就带有时区信息。

Python 常用的日期与时间方法

datetime 转 str

import datetime

d = datetime.datetime.now()
s = d.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')

str 转 datetime

from datetime import datetime, timedelta, timezone, time

s = "2001-02-03 04:05:06"
d = datetime.strptime(s, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
# 为得到的 datetime 增加时区
d_with_timezone = d.replace(tzinfo=timezone(timedelta(hours=8)))

获取当前 UTC 时间（带时区）

不加后面的 replace 就不带时区信息了，下同。

from datetime import datetime, timezone

datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc) 
# 2021-05-29 15:28:10.913530+00:00

获取当前系统时间（带时区）

from datetime import datetime, timezone

# 在中国时区电脑上运行：
datetime.now().replace(tzinfo=timezone(timedelta(hours=8)))
# 2021-05-29 23:38:21.006309+08:00

datetime 转时间戳

from datetime import datetime, timezone, timedelta

dt = datetime.now()
print(dt, 'datetime.now() 当前系统时间（不含时区）')
print(dt.timestamp(), '不含时区的时间，会认为是系统时间，会自动转换为正确的 UTC 时间戳')
print(dt.replace(tzinfo=timezone(timedelta(hours=8))).timestamp(), '包含东八区时区信息的，同上')
# 2021-07-16 00:15:02.730997 datetime.now() 当前系统时间（不含时区）
# 1626365702.730997 不含时区的时间，会认为是系统时间，会自动转换为正确的 Unix 时间戳
# 1626365702.730997 包含东八区时区信息的，同上

时间戳转 datetime

from datetime import datetime

datetime.utcfromtimestamp(1609459200)
# 2021-01-01 00:00:00

datetime.fromtimestamp(1609459200, timezone.utc)
# 2021-01-01 00:00:00+00:00

datetime.fromtimestamp(1609459200)
# 2021-01-01 08:00:00

datetime.fromtimestamp(1609459200, timezone(timedelta(hours=8)))
# 2021-01-01 08:00:00+08:00

datetime 转换时区

转换前需要先确定被转换的 datetime 对象的时区，拥有时区属性的 datetime 对象可以转换为任意一个时区的日期时间。

from datetime import datetime, timedelta, timezone

utc_dt = datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc)
print(utc_dt)   # 2021-01-01 00:00:00+00:00
bj_dt = utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=8)))
print(bj_dt)    # 2021-01-01 08:00:00+08:00
tokyo_dt = bj_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo_dt) # 2021-01-01 09:00:00+09:00

基本概念#

格林尼治标准时间（GMT）#

协调世界时（UTC）#

GMT 与 UTC#

网络时间协议（NTP）#

时区与本地时间#

时间戳#

时间戳有时区吗？#

ISO 8601#

RFC 3339 与 ISO 8601#

获取时间戳#

Python：#

Golang：#

Python 常用的日期与时间方法#

datetime 转 str#

str 转 datetime#

获取当前 UTC 时间（带时区）#

获取当前系统时间（带时区）#

datetime 转 时间戳#

时间戳 转 datetime#

datetime 转换时区#