Android时间相关的概念理解_android timezone gmt

本人做车载android系统开发工作，多个项目上对系统时间或者时区做了一定的修改，在此过程中对对时区、时间、日期等信息做了一定的了解。本文围绕一些时区/时间的概念分别做主题讲解，这些名词你无一例外的都听过，但我猜测大概率你并不理解，甚至是知晓它们的区别。

一、什么是时区

地球是自西向东自转，东边比西边先看到太阳，东边的时间也比西边的早。东边时刻与西边时刻的差值不仅要以时计，而且还要以分和秒来计算，这给人们带来不便。

为了克服时间上的混乱，1884年在华盛顿召开的一次国际经度会议（又称国际子午线会议）上，规定将全球划分为24个时区（东、西各12个时区）。规定英国（格林尼治天文台旧址）为中时区（零时区）、东1—12区，西1—12区。每个时区横跨经度15度，时间正好是1小时。最后的东、西第12区各跨经度7.5度，以东、西经180度为界。每个时区的中央经线上的时间就是这个时区内统一采用的时间，称为区时，相邻两个时区的时间相差1小时。

例如，中国东8区的时间总比泰国东7区的时间早1小时，而比日本东9区的时间晚1小时。因此，出国旅行的人，必须随时调整自己的手表，才能和当地时间相一致。凡向西走，每过一个时区，就要把表拨慢1小时（比如2点拨到1点）；凡向东走，每过一个时区，就要把表拨快1小时（比如1点拨到2点）。并且规定英国（格林尼治天文台旧址）为本初子午线，即零度经线。

判断新旧两天，要看两条线，一是人为日界线——180度国际日期变更线，二是自然分界线——当地时间为0点的地区经线。自西向东越过国际日期变更线，日期应减1天，比如你在国际日期变更线西侧，当地时间是20日的00:30，当你自西向东越过国际日期变更线后，你所在位置的当地时间是19日的00:30。如果是自东向西越过国际日期变更线，则应该加1天。

全球分为24个时区，时区图如下所示：

二、中国有几个时区？

1个？这是一个错得比较合理的答案。合理是因为中国虽然幅员辽阔，但全国使用统一的北京时间，所以很容易被误以为只有一个时区。

错是因为拍脑袋想一想就知道，中国东西横跨5000+公里，怎么可能只躺在一个时区呢？正确答案是：中国大陆共横跨5个时区，各个时区大致的方位图如下：

看图，看看国都在哪？就清晰明了的知道天朝为何选用东八区时间作为全国标准时间了吧？没错，仅就因为北京在东八区，即使地图上只有弹丸大小，但就是这么豪横。

所以更准确的说法是，中国横跨五个时区，但是以北京时区作为中国唯一的标准时间。

中国用统一时间在沟通上确实方便得多，减少了很多不必要的麻烦。但是也带来一些“小问题”，比如新疆的朋友（位于东5/6区）实际比东八区的北京时间晚了 2-3个小时，我们正常7点天黑准备吃完饭的时候，新疆那边还太阳当空照呢，还蛮有意思的~

不过在民国的时候，我国的人们在国内就会有很大的时差，这是因为在民国时，中国曾被划分为五个标准时区，自东向西分别为：长白时区、中原时区、陇蜀时区、回藏时区、昆仑时区。其中和如今的北京时间相对应的，就是如今的中原时区，当时也称之为中原标准时间。最东边的长白时区比如今的北京时间早半小时，而陇蜀时间则比北京时间慢一小时，回藏时间则慢两小时，昆仑时间足足慢了两个半小时

三、GMT：格林威治时间

格林威治（也称：格林尼治）时间，也叫世界时（Universal Time），也叫世界标准时间。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，是本初子午线上的地方时，是0时区的区时。

众所周知，北京时间是位于东八区（+8）与标准时间相差8小时。什么含义？举个例子：若GMT（英国伦敦的格林威治）现在是上午11点，那中国北京时间现在就是 11 + 8 = 19点（下午7点）。

将这个公式再抽象一下，可表示为：

比如北京位于东八区，则时区差N=+8，美国纽约位于西五区，则时区差N=-5。这么算来，若北京时间是晚上23点的话，美国纽约时间就是当天上午10点（23 - 8 - 5 = 10）
什么是本初子午线
本初子午线是指地球上的零度经线。
国际上将通过英国伦敦格林尼治天文台原址的那条经线称为0°经线；中国网友为了纪念三国时期，袁绍袁本初讨伐董卓之功，故也称之为本初子午线；

不像纬度起点（即赤道）可以由地球自转轴决定，理论上任何一条经线都可以被定为本初子午线，故此在历史上曾对此线有不同定位。1851年御用天文学家艾里 (Sir George Airy)在格林威治天文台设置中星仪，并以此确定格林威治子午线。因为当时超过三分之二的船只已使用该线为参考子午线，在1884年于美国华盛顿特区举行的国际本初子午线大会上正式定之为经度的起点。来自25个国家共41位代表参与了会议，法国代表在投票时弃权，在1911年之前法国仍以巴黎子午线作为经度起点。

凭什么格林威治作为标准时间？
你可能会问，大家都有腰间盘，为何格林威治的那么突出呢？别说，那时候它就是突出，谁让英国曾经是日不落帝国呢！

大背景是这样子的：19世纪开始，世界各国来往开始频繁，而欧洲大陆、美洲大陆和亚洲大陆都有各自的时区，为提高沟通效率避免混乱，各国的代表1884年在美国华盛顿召开了国际大会，选出英国伦敦的格林威治作为全球时间的中心点，并由它负责维护和计算，从1924年开始，格林威治天文台每小时就会向全世界播报时间（截止到1979年）。

其实选择英国格林威治最主要原因是：当时大部分的船只都已经以格林威治子午线做为参考标准，毕竟曾经的英国可是日不落帝国，大航海时代末便开始称霸世界，拳头里面出政权。

格林威治天文台在计时领域的权威是非常大的，譬如离我们最近的一次“时间风波”：在即将跨世纪的时候，世界各国对21世纪到底应该从2000年开始还是从2001年开始争论不休，最终还是格林威治天文台出面平息了争论，开新闻发布会宣布21世纪始于2001年。

地球自转
地球绕自转轴自西向东的转动（太阳东起西落），所以东时区的人会比西时区的人早一些看到太阳，从而时间上会早一点。

以本初子午线为中心，按照地球自转方向，每隔经度15°划分一个时区的方法，全球共分为24个时区：东1区至东12区，西1区至西12区，其中东西12区跨度都是7.5°也叫半时区。

四、UTC：世界标准时间

UTC指的是Coordinated Universal Time，直译为：世界协调时间。它是以原子时作为计量单位的时间，计算结果极其严谨和精密。它比GMT时间更来得精准，误差值必须保持在0.9秒以内，倘若大于0.9秒就会通过位于巴黎的国际地球自转事务中央局发布的闰秒来“解决”。

原子时：物质的原子内部发射的电磁振荡频率为基准的时间计量系统。美国的物理实验市在2014年造出了人类历史上最精确的原子钟，50亿年误差1s，可谓相当靠谱了。中国的铯原子钟也能确保2000万年误差不超过1s。

大事记：1979年12月初内瓦举行的世界无线电行政大会通过决议，确定用“世界协调时间（UTC时间）”取代“格林威治时间（GMT时间）”，作为无线电通信领域内的国际标准时间。

五、UTC和GMT的区别

UTC和GMT都称作世界标准时间，为毛有了GMT还搞出个UTC，到底有何区别，下面做出简述。

GMT：
老的时间计量标准，根据地球的自转和公转来计算时间的，自转一圈是一天，公转一圈是一年。但是呢，地球公转的轨道是椭圆形的：

并且后来人们发现地球的自转时间也并不是恒定的，这么一来就会造成有一天时间长一些，有一天时间短一些的情况，误差较大给人感觉时间不那么“精准”了，因此迫切需要一个更加精准的方案来计时，UTC诞生了。

UTC：
1967年人类制作出原子钟，从而“发明”了UTC时间正式投入使用。它是真正意义上的标准时间，以原子钟所定义的秒长为基础，UTC时间认为一个太阳日（一天）总是恒定的86400秒（24小时）。

UTC是协调时间，含义为：一切以我为基准，全部想我看齐。所以称它为世界标准时间是没毛病的，而把GMT称作格林威治当地时间更为合适（也叫旧的标准时间）。

UTC和GMT的联系
由于在大多数情况下，UTC时间能与GMT时间互换。对此很多同学就丈二和尚摸不着头脑了，他俩这不就一样的吗？

其实非也。这里用通俗易懂的一句话来告知它俩的联系：UTC是标准时间参照，像GMT（格林威治时间）、ET（美国东部时间）、PST（太平洋时间）、CST（北京时间）等等都是具体的时区时间。GMT能和UTC直接转换，仅仅是因为碰巧GMT是0时区时间，数值上刚好和UTC是相等的（不需要精确到秒的情况下，二者可以视为相等），看起来一样，但是概念含义上请务必区分开来哈。

UTC与偏移量
在日常生活中，我们所使用的时间肯定是本地时间。在只有GMT的时候，本地时间是通过时区计算出来的，而现在UTC才是标准参考，因此采用UTC和偏移量（Offset）的方式来表示本地时间：

这个偏移量可表示为：UTC -或UTC +，后面接小时数,分钟数。如：UTC +9:30表示澳大利亚中央标准时间，UTC +8表示中国标准时间。偏移量常见的表示形式有：±[hh]:[mm]、±[hh][mm]、±[hh]这三种方式均可。

举个例子：现在UTC时间是10:30z（z表示偏移量=0），那么北京时间现在若是1630 +0800（下午4点半），对应的纽约时间就是0530 -0500（早上5点半）。

注意：在UTC的世界里并无时区的概念，而是偏移量（时间点跟上偏移量才是一个正规的UTC时间），它和时区并无直接关系

可以看到偏移量可以精确到分钟级别控制，非常精细化。全球只有24个时区（只能精确到小时），但偏移量有“无数个”。当然喽为了方便沟通，时间日期联盟组织把世界主要国家/城市的偏移量汇总起来且都给取了个Time zone name名称用于沟通，共好几百个，部分截图如下：

可以看出来，UTC不仅有整数偏移量，还有0.5小时的偏移量存在，特别是一些小国会出现这个情况；

偏移量和国家/城市名称的全部对应关系，请参考网址：
https://www.timeanddate.com/time/zones
https://time.bmcx.com/Palikir__localtime/

六、CST

CST这个缩写比较尴尬的是它可以同时代表四个不同的时间：

CST (China Standard Time) ：中国标准时间 UTC+8:00
Central Standard Time (USA) UTC-6:00
Central Standard Time (Australia) UTC+9:30
Cuba Standard Time UTC-4:00
CST到底啥意思就看如何翻译喽，所以需要根据上下文语境自行抉择哈。

七、ISO

在时间日期上它全称是ISO 8601，是一种日期/时间表示方法的规范。规定了一种明确的、国际上都能理解的日历和时钟格式。

这一ISO标准有助于消除各种日-日惯例、文化和时区对全球业务产生的影响。它提供了一种显示日期和时间的方式，这种方式是明确定义的，对人和机器都是可以理解的。当日期用数字表示时，它们可以以不同的方式进行解释。例如，01/05/12可以表示2012年1月5日或2012年5月1日。在个人层面上，这种不确定性可能非常令人沮丧，在商业环境中，它可能非常昂贵。在日期不明确的情况下，组织会议和交付、书写合同和购买机票都是非常困难的。

ISO 8601通过制定一种国际公认的日期表示方式来解决这种不确定性：YYYY-MM-DD。例如 September 27, 2012就会被表示为2012-09-27。

很多开发语言内置了一些常用的ISO标准日期/时间格式，如Java中的：

ISO.DATE：yyyy-MM-dd, e.g. “2000-10-31”
ISO.TIME：HH:mm:ss.SSSXXX, e.g. “01:30:00.000-05:00”
ISO.DATE_TIME：yyyy-MM-dd’T’HH:mm:ss.SSSXXX, e.g. “2000-10-31T01:30:00.000-05:00”.

八、夏令时DST

DST（Daylight Saving Time），夏令时又称夏季时间（可没有冬令时哦）。它是为节约能源而人为规定地方时间的制度（鼓励人们早睡早起，不要浪费电，夏天日照时间长尽量多用自然资源），全球约40%的国家在夏季使用夏令时，其他国家则全年只使用标准时间。正在使用夏令时的代表国家：美国、欧盟、俄罗斯等等。

每年的夏令时时间段还不一样（一般在3月的第2个周日开始），比如美国2020年夏令时时间是：2020年3月8日 - 2020年11月1日。具体做法是：在3.8号这天将时钟往前拨拨1个小时，11.1号这天还原回来。

中国在1986 - 1992年短暂搞过一段时间，但太麻烦就“废弃”了

大事记：目前全世界有近110个国家每年要实行夏令时。 自2011年3月27日开始俄罗斯永久使用夏令时，把时间拨快一小时，不再调回。

九、时间戳

现实生活的世界里，时间是不断向前的，如果向前追溯时间的起点，可能是宇宙出生时，又或是是宇宙出现之前，但肯定是我们目前无法找到的，我们不知道现在距离时间原点的精确距离。所以我们要表示时间， 就需要人为定义一个原点。它就是：格林威治时间(GMT)1970年1月1日的午夜0点0分0秒。

时间戳一般指的UNIX时间，或类UNIX系统（比如Linux、MacOS等）使用的时间表示方式。定义为：从UTC时间的1970-1-1 0:0:0起到现在的总秒数（秒是毫秒、微妙、纳秒的总称）。

但是不可忽略的一个case：由于闰秒的存在，那么当闰秒发生时，就极有可能出现同一个时间戳表示两个时刻的情况（类似时钟回拨），而且闰秒还没规律所以无法程序式的避免，怎么破？

这个时候就需要一种专门的对时协议来保证了，它就是：网络时间协议。

十、网络时间协议NTP

网络时间协议 Network Time Protocol（NTP）是用来使计算机时间同步化的一种协议，它可以使计算机对其服务器或时钟源（如石英钟，GPS等等)做同步化，它可以提供高精准度的时间校正（LAN上与标准间差小于1毫秒，WAN上几十毫秒），且可介由加密确认的方式来防止恶毒的协议攻击。

NTP的目的是在无序的Internet环境中提供精确和健壮的时间服务，各大操作系统（windows/Linux）对NTP都有实现。

具体的实现方案是在网络上指定若干时钟源网站，为用户提供授时服务，并且这些网站间应该能够相互比对，提高准确度。比如阿里NTP服务器、百度NTP服务器等。