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Java与MySQL时间不一致问题_java jdbc 插入日期到mysql后,时分秒不对了,时间也少了8小时

作者：小丑西瓜9 | 2024-05-28 12:04:37

踩

java jdbc 插入日期到mysql后,时分秒不对了,时间也少了8小时

一、问题情况描述

有时会遇到这样的问题：MySQL中datetime、timestamp类型的列，Java与MySQL时间不一致。

在Java的数据库配置url参数后面加serverTimezone=GMT%2B8，问题就解决了，但具体是什么导致的这一问题呢？

其实，Java与MySQL时间不一致主要是因为：CST时区的混乱问题。

二、CST时区混乱

1. CST有四种含义

CST是一个混乱的时区，它有四种含义：

美国标准时间 Central Standard Time (USA)：UTC-06:00（或UTC-05:00）

夏令时：3月11日至11月7日，使用UTC-05:00

冬令时：11月8日至次年3月11日，使用UTC-06:00
澳大利亚标准时间 Central Standard Time (Australia)：UTC+09:30
中国标准时 China Standard Time：UTC+08:00
古巴标准时 Cuba Standard Time：UTC-04:00

CST在Linux、MySQL、Java中的含义：

在Linux或MySQL中，CST表示的是：中国标准时间(UTC+08:00)
在Java中，CST表示的是：中央标准时间（美国标准时间）(UTC-05:00或UTC-06:00)

Java中CST时区的分析：

public static void main(String[] args) {
    // 完整时区ID与时区描述：一共628个
    String[] ids = TimeZone.getAvailableIDs();
    for (String id : ids) {
        // System.out.println(id+"\t"+TimeZone.getTimeZone(id).getDisplayName());
    }
    // 系统默认时区
    TimeZone defaultTimeZone = TimeZone.getDefault();
    System.out.println("系统默认时区："+defaultTimeZone.getID()+"\t"+defaultTimeZone.getDisplayName());
    // 北京时区
    TimeZone bjTimeZone = TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai");
    System.out.println("北京时区："+bjTimeZone.getID()+"\t"+bjTimeZone.getDisplayName());
    // 东京时区
    TimeZone djTimeZone = TimeZone.getTimeZone("Asia/Tokyo");
    System.out.println("东京时区："+djTimeZone.getID()+"\t"+djTimeZone.getDisplayName());
    // CST时区
    TimeZone cstTimeZone = ZoneInfo.getTimeZone("CST");
    System.out.println("CST时区："+cstTimeZone.getID()+"\t"+cstTimeZone.getDisplayName());

    Date date = new Date(0L);
    System.out.println("时间戳=0对应系统时间："+date.toString());
    SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    sdf.setTimeZone(bjTimeZone);// 设置北京时区
    System.out.println("时间戳0对应北京时间：" + sdf.format(date));
    sdf.setTimeZone(djTimeZone);// 设置东京时区
    System.out.println("时间戳0对应东京时间：" + sdf.format(date));
    sdf.setTimeZone(cstTimeZone);// 设置CST时区
    System.out.println("时间戳0对应CST时间：" + sdf.format(date));
}
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控制台输出：

系统默认时区：Asia/Shanghai	中国标准时间
北京时区：Asia/Shanghai	中国标准时间
东京时区：Asia/Tokyo	日本标准时间
CST时区：CST	中央标准时间
时间戳=0对应系统时间：Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970
时间戳0对应北京时间：1970-01-01 08:00:00
时间戳0对应东京时间：1970-01-01 09:00:00
时间戳0对应CST时间：1969-12-31 18:00:00
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由输出可知：

CST在Java中（TimeZone中的CST）表示的是中央标准时间（美国标准时间）

但需注意：Date中的CST是表示的中国标准时间
时间戳永远指的是UTC/GMT的值，同一时间戳在不同时区表示不同的绝对时间

中国的时区ID为Asia/Shanghai。

2. 什么是时区

为了照顾到各地区的使用方便，又使其他地方的人容易将本地的时间换算到别的地方时间上去。有关国际会议决定将地球表面按经线从南到北，划成24个区域，并且规定相邻区域的时间相差1小时。

但由于国家常常是跨越多个时区的，为了照顾到行政上的方便，所以通常国家都会定义一个统一标准际的时区来使用，如中国就是统一使用东八区时间标准（北京时间）。

因为时区众多，所以需要一个标准时间作为基准：

早期基准是：GMT（格林尼治标准时间）
后来基准是：UTC（协调世界时）

由于地球在它的椭圆轨道里的运动速度不均匀，这个时刻可能和实际的太阳时相差16分钟，地球每天的自转是有些不规则的，而且正在缓慢减速。所以，GMT（格林尼治标准时间）已经不再适合被作为标准时间使用。而是UTC（协调世界时）是原子时秒长为基础，更合适。UTC在时刻上尽量接近于GMT，这两者几乎是一样的。

UTC这套时间系统被应用于许多互联网和万维网的标准中，例如，网络时间协议就是协调世界时在互联网中使用的一种方式。

如果本地时间比UTC时间快，例如中国大陆的时间比UTC快8小时，写作UTC+8（东8区）。
如果本地时间比UTC时间慢，例如夏威夷的时间比UTC时间慢10小时，写作UTC-10（西10区）。

三、绝对时间与本地时间

绝对时间与本地时间关系：绝对时间 = 本地时间 & 时区偏移量（AbsoluteTime = LocalDateTime & Offset）

1. 绝对时间

绝对时间（AbsoluteTime）是一个指向绝对时间线上的一个确定的时刻，不受所在地的影响。

UTC时间就是一个绝对时间。

当我们记录一个时间为1970-01-01T00:00:00Z（UTC描述时间的标准格式）时，这个时间的定义是没有任何歧义的，在地球上的任何地方，他们的UTC时间也一定是相同的。
Unix时间戳也是一个绝对时间。

Unix时间戳的定义与时区无关。时间戳是指从绝对时间点（UTC时间1970年1月1日午夜）起经过的秒数（或毫秒）。无论您使用什么时区，时间戳都代表一个时刻，在任何地方都是相同的。

2. 本地时间

本地时间（LocalDateTime）是某一时区的时间。

举例：北京时间2022-10-10 08:00:00。

“2022-10-10 08:00:00”是本地时间（不含时区描述）
“北京时间2022-10-10 08:00:00”整体是绝对时间（含时区描述）

3. 时区偏移量

全球分为24个时区，每个时区和零时区相差了数个小时，也就是这里所说的时区偏移量（Offset）。

例如：北京时间2022-10-10 08:00:00，它本身是一个绝对时间，表示成UTC时间是2020-08-24T03:00:00+08:00

其中的2020-08-24T03:00:00是本地时间
其中的+08:00可以看作是时区偏移量

时区偏移量 = 地区 & 规则（Offset = Zone & Rules）

这里的规则（Rules）可能是一个变化的值，如果我们单纯地认为中国的时区偏移量是8个小时，就出错了。

举例说明：

中国其实也实行过夏令时，（1992年之后中国已经没有再实行过夏令时了，所以大家对这个概念并不熟悉）。

当实行夏令时，中国标准时间的时区偏移量就是+09:00
当非夏令时，中国标准时间的时区偏移量就是+08:00

因此，一个地区的时区偏移量是多少，是由当地的政策决定的，可能会随着季节而发生变化，这就是上面所说的规则。

四、MySQL服务端时区

MySQL时区相关参数有两个：

system_time_zone(系统时区)
time_zone(全局时区或当前会话时区)

1. system_time_zone(系统时区)

在MySQL启动时会检查当前系统的时区并根据系统时区设置全局参数system_time_zone的值。值可以为UTC、CST、WIB等，默认值一般为CST，该值是只读的。

2. time_zone(全局时区或当前会话时区)

全局时区：mysql服务端使用的时区，可以修改，默认值SYSTEM

mysql> show global variables like "%time_zone%";
+------------------+--------+
| Variable_name    | Value  |
+------------------+--------+
| system_time_zone | CST    |
| time_zone        | SYSTEM |
+------------------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> set global time_zone = '+9:00';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> show global variables like "%time_zone%";
+------------------+--------+
| Variable_name    | Value  |
+------------------+--------+
| system_time_zone | CST    |
| time_zone        | +09:00 |
+------------------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)
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此时查到的time_zone为全局时区

mysql> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
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该命令使全局时区的修改立即生效，否则只有等mysql服务重启才会生效。

会话时区：当前会话的时区，默认取全局时区的值，可以修改

mysql> show variables like "%time_zone%";
+------------------+--------+
| Variable_name    | Value  |
+------------------+--------+
| system_time_zone | CST    |
| time_zone        | SYSTEM |
+------------------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> set time_zone = '+9:00';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> show variables like "%time_zone%";
+------------------+--------+
| Variable_name    | Value  |
+------------------+--------+
| system_time_zone | CST    |
| time_zone        | +09:00 |
+------------------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)
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此时查到的time_zone为当前会话时区

五、问题具体分析

本文使用的MySQL驱动为cj驱动。

Java通过MySQL的jdbc驱动连接MySQL服务端：

通过jdbc的serverTimezone参数设置数据库连接的时区。
当未设置serverTimezone时，数据库将连接使用MySQL服务端的time_zone（全局时区），默认值为CST。time_zone的默认值为SYSTEM，而SYSTEM取的是system_time_zone（系统时区）的值，system_time_zone的默认值就是CST。

对于CST，文章上文有提过：

MySQL中，CST表示的是：中国标准时间(UTC+08:00)
Java中，CST表示的是：美国标准时间(UTC-05:00或UTC-06:00)

由于Java和MySQL服务端对CST时区的不同解读，最终导致了Java与MySQL时间不一致的问题。

关于serverTimezone

分析mysql的jdbc驱动代码。MySQL驱动创建数据库连接后，会配置此连接的时区：

普通驱动：使用com.mysql.jdbc.ConnectionImpl#configureTimezone()配置连接的时区
cj驱动：使用com.mysql.cj.protocol.a.NativeProtocol#configureTimezone()配置连接的时区

数据库连接时区的设置：

如果配置了serverTimezone，则会使用serverTimezone配置的时区
如果没配置，会去取数据库中time_zone变量所配置的时区

serverTimezone配置的注意事项：

如果未配置serverTimezone，且数据库time_zone是CST，时间会不一致
如果未配置serverTimezone，但数据库time_zone不是CST（如GMT），时间一致
如果配置了serverTimezone，但与数据库time_zone不是同一时区，时间会不一致
如果配置了serverTimezone，且与数据库time_zone是同一时区，时间一致

你或许会发现一个奇怪的事情：貌似我配置的serverTimezone与据库time_zone不是同一时区。但是Java中的存入时间和查询得到的时间明明是一致且正确的，好像和上面描述得不一样呀。

这里需要强调一下，上面所说的时间不一致是指的Java中的时间与MySQL数据库中的时间（并不是Java中的存入时间和查询得到的时间）。

为何Java中的存入时间和查询得到的时间是一致且正确的？

举个例子说明：

serverTimezone=+9（东九区），time_zone=+8:00（东八区），此时准备把Java中的时间"2022-10-15 08:00:00"存入数据库

Java存入到MySQL时，误认为MySQL数据库的时区是东九区，时间+1小时，MySQL最终得到时间为：2022-10-15 09:00:00
MySQL返回给Java时，误认为MySQL返回的时间是东九区的时间，时间-1小时，Java最终得到的时间为：2022-10-15 08:00:00，和正确时间一致

Java到MySQL的过程，以及MySQL到Java的过程，时间的处理在MySQL JDBC驱动环节。

serverTimezone配置的归纳总结：

如果数据库time_zone是CST，请配置serverTimezone=%2B8（+08:00）
如果数据库time_zone是GMT（或其它MySQL与Java解析结果一致的时区格式），可以不配置serverTimezone参数。但如果要配置，请配置与数据库数据库time_zone一致的时区

虽然配置的serverTimezone与数据库数据库time_zone时区不一致，Java写入后查询得到的时间也是正常的，但MySQL中存的时间已经是错误的了。

时间戳与时区无关性

时间戳：指1970-01-01 00:00:00(GMT/UTC)起到当前的毫秒数。与时区无关，不同时区同一个时刻的时间戳是相同的。

当UTC时区的时间为1970-01-01 00:00:00时，时间戳为0
此时UTC+8（东8区）时区的时间为1970-01-01 08:00:00，时间戳也为0
此时UTC+9（东9区）时区的时间为1970-01-01 09:00:00，时间戳也为0

    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date(0L);
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("UTC"));
        System.out.println("时间戳0对应时间(UTC):"+sdf.format(date));
        sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));
        System.out.println("时间戳0对应时间(UTC+8):"+sdf.format(date));
        sdf.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Tokyo"));
        System.out.println("时间戳0对应时间(UTC+9):"+sdf.format(date));
    }
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时间戳0对应时间(UTC):1970-01-01 00:00:00
时间戳0对应时间(UTC+8):1970-01-01 08:00:00
时间戳0对应时间(UTC+9):1970-01-01 09:00:00
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主要步骤流程图分析

1. 正确情况流程图

Java系统时区：Asia/Shanghai(东8区)
JDBC数据库连接时区：serverTimezone=+8
MySQL全局时区：time_zone=+08:00
在这里插入图片描述

2. 错误情况流程图

Java系统时区：Asia/Shanghai(东8区)
JDBC数据库连接时区：serverTimezone=-5
MySQL全局时区：time_zone=+08:00
在这里插入图片描述

错误情况详细分析

Java写入时间到MySQL服务端环节：

Java准备写入的时间为：2022-10-15 08:00:00(UTC+8)
JDBC先转化得到Timestamp：2022-10-15 00:00:00(UTC)

注意：时间戳记录的是UTC时区的值，与UTC+8时区的2022-10-15 08:00:00是同一时间
JDBC在将Timestamp格式化为UTC-5时区（serverTimezone=-5）的时间字符串：2022-10-14 19:00:00，将字符串传给MySQL服务端
MySQL服务端认为2022-10-14 19:00:00就是MySQL全局时区time_zone=+08:00（UTC+8）时区的时间，存入。

MySQL服务端返回时间给Java环节：

MySQL服务端返回UTC+8时区的时间字符串：2022-10-14 19:00:00
JDBC误认为该时间是UTC-5时区（serverTimezone=-5）先将时间字符串转为Timestamp：2022-10-15 00:00:00(UTC)
Java将Timestamp转化为：2022-10-15 00:00:00(UTC+8)

主要步骤源码分析

① JDBC配置MySQL服务时区

如果配置了serverTimezone，则会使用serverTimezone配置的时区
如果没配置，会去取数据库中time_zone变量所配置的时区
具体方法：NativeProtocol类的configureTimezone方法

   public void configureTimezone() {
       String configuredTimeZoneOnServer = this.serverSession.getServerVariable("time_zone");

       if ("SYSTEM".equalsIgnoreCase(configuredTimeZoneOnServer)) {
           configuredTimeZoneOnServer = this.serverSession.getServerVariable("system_time_zone");
       }
	   // 获取serverTimezone配置的时区（PropertyKey.serverTimezone=serverTimezone）
       String canonicalTimezone = getPropertySet().getStringProperty(PropertyKey.serverTimezone).getValue();

       if (configuredTimeZoneOnServer != null) {
           // 如果没配置serverTimezone，获取数据库中time_zone变量的时区
           if (canonicalTimezone == null || StringUtils.isEmptyOrWhitespaceOnly(canonicalTimezone)) {
               try {
                   canonicalTimezone = TimeUtil.getCanonicalTimezone(configuredTimeZoneOnServer, getExceptionInterceptor());
               } catch (IllegalArgumentException iae) {
                   throw ExceptionFactory.createException(WrongArgumentException.class, iae.getMessage(), getExceptionInterceptor());
               }
           }
       }

       if (canonicalTimezone != null && canonicalTimezone.length() > 0) {
       	   // 设置服务时区
           this.serverSession.setServerTimeZone(TimeZone.getTimeZone(canonicalTimezone));

           if (!canonicalTimezone.equalsIgnoreCase("GMT") && this.serverSession.getServerTimeZone().getID().equals("GMT")) {
               throw ExceptionFactory.createException(WrongArgumentException.class, Messages.getString("Connection.9", new Object[] { canonicalTimezone }),
                       getExceptionInterceptor());
           }
       }
	   // 设置默认时区
       this.serverSession.setDefaultTimeZone(this.serverSession.getServerTimeZone());
   }
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JDBC创建数据库连接就是使用该时区。

如果没配置serverTimezone，获取数据库中time_zone变量的时区为CST，就会有问题，因为在java中：TimeZone.getTimeZone("CST")表示的是中央标准时间（美国标准时间）UTC-5（UTC-6）。

CST问题的源头：

    public SqlTimestampValueFactory(PropertySet pset, Calendar calendar, TimeZone tz) {
        super(pset);
        if (calendar != null) {
            this.cal = (Calendar) calendar.clone();
        } else {
            this.cal = Calendar.getInstance(tz, Locale.US);
            this.cal.setLenient(false);
        }
    }
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debug结果：
在这里插入图片描述

② Java写入时间到MySQL服务端

ClientPreparedStatement类的setTimestamp方法

    @Override
    public void setTimestamp(int parameterIndex, Timestamp x) throws java.sql.SQLException {
        synchronized (checkClosed().getConnectionMutex()) {
            ((PreparedQuery<?>) this.query).getQueryBindings().setTimestamp(getCoreParameterIndex(parameterIndex), x);
        }
    }
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ClientPreparedQueryBindings类的setTimestamp方法

    public void setTimestamp(int parameterIndex, Timestamp x, Calendar targetCalendar, int fractionalLength) {
        if (x == null) {
            setNull(parameterIndex);
        } else {

            x = (Timestamp) x.clone();

            if (!this.session.getServerSession().getCapabilities().serverSupportsFracSecs()
                    || !this.sendFractionalSeconds.getValue() && fractionalLength == 0) {
                x = TimeUtil.truncateFractionalSeconds(x);
            }

            if (fractionalLength < 0) {
                fractionalLength = 6;
            }

            x = TimeUtil.adjustTimestampNanosPrecision(x, fractionalLength, !this.session.getServerSession().isServerTruncatesFracSecs());
			// 将时间戳格式化为字符串时间
			// this.session.getServerSession().getDefaultTimeZone() 时区（未配置serverTimezone，且数据库中time_zone变量的时区为CST时，这里就是CST时区）
            this.tsdf = TimeUtil.getSimpleDateFormat(this.tsdf, "''yyyy-MM-dd HH:mm:ss", targetCalendar,
                    targetCalendar != null ? null : this.session.getServerSession().getDefaultTimeZone());

            StringBuffer buf = new StringBuffer();
            buf.append(this.tsdf.format(x));
            if (this.session.getServerSession().getCapabilities().serverSupportsFracSecs()) {
                buf.append('.');
                buf.append(TimeUtil.formatNanos(x.getNanos(), 6));
            }
            buf.append('\'');

            setValue(parameterIndex, buf.toString(), MysqlType.TIMESTAMP);
        }
    }
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将时间格式化为字符串时间（根据连接的时区）。

③ MySQL服务端返回时间给Java

ResultSetImpl类的getTimestamp方法

    public Timestamp getTimestamp(String columnName) throws SQLException {
        return getTimestamp(findColumn(columnName));
    }

    public Timestamp getTimestamp(int columnIndex) throws SQLException {
        checkRowPos();
        checkColumnBounds(columnIndex);
        return this.thisRow.getValue(columnIndex - 1, this.defaultTimestampValueFactory);
    }
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SqlTimestampValueFactory类的localCreateFromTimestamp方法

    public Timestamp localCreateFromTimestamp(InternalTimestamp its) {
        if (its.getYear() == 0 && its.getMonth() == 0 && its.getDay() == 0) {
            throw new DataReadException(Messages.getString("ResultSet.InvalidZeroDate"));
        }

        synchronized (this.cal) {
            try {
                // 这里就是关键环节，this.cal是一个Calendar类，里面有时区信息（未配置serverTimezone，且数据库中time_zone变量的时区为CST时，这里就是CST时区）
                this.cal.set(its.getYear(), its.getMonth() - 1, its.getDay(), its.getHours(), its.getMinutes(), its.getSeconds());
                Timestamp ts = new Timestamp(this.cal.getTimeInMillis());
                ts.setNanos(its.getNanos());
                return ts;
            } catch (IllegalArgumentException e) {
                throw ExceptionFactory.createException(WrongArgumentException.class, e.getMessage(), e);
            }
        }
    }
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