PHP中关于时间(戳)、时区、本地时间、UTC时间等的梳理

在PHP开发中,我们经常会在时间问题上被搞糊涂,比如我们希望显示一个北京时间,但是当我们使用date函数进行输出时,却发现少了8个小时。几乎所有的php猿类都必须对php中几个重要的时间转换等方法进行研究。本文就来梳理这些问题。

时间戳(timestamp)

GMT

在时间戳这个点上,它是一个概念,而不是具体的编程问题,是计算机世界通用的一种约定。时间戳是指格林尼治时间(GMT)1970年01月01日00时00分00秒到当前时间的总秒数。

GMT(也被称为世界时)是固定为本初子午线经过地区的时间,因此被作为时间参照物。

UTC

协调世界时(UTC)和GMT一样都是一种时间的参照物,但是他们的计算方法不同UTC是以原子时秒长为基础,在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统,从精度上讲,更加精确(自然也比GMT更精确),因此被称世界统一时间,世界标准时间,国际协调时间。

Unix时间戳

Unix时间戳是在计算机领域才有的,每一台电脑(服务器)在生产的时候,将GMT/UTC的1970年01月01日00时00分00秒作为起始值进行计算,得到的总秒数就是这个Unix时间戳。至于是GMT还是UTC意义并不大,因为GMT和UTC的1970年01月01日00时00分00秒是一致的,起点一致的情况下,运行的秒数也是一致的。

为什么要时间戳?因为从0开始运行的秒数永远相等,即使出现润秒,也并不影响时间戳。

在php中,可以通过time函数获取时间戳:

time();

但是你应该明白,time()获取的是,当前这台电脑(服务器)上的Unix时间戳。两台电脑可能这个时间戳并不相同,有的甚至相差几十秒。从理论上讲时间戳应该是一摸一样的,但是由于不同的电脑硬件出厂时的设定不同,也会导致GMT/UTC起始值稍有差异,甚至在计算每一秒时也有可能存在差异,这台机器上一秒的时间比另一台要长也是有可能的,时间久了,积累下来的时间差就会体现出来。但是,这种时间差一般不会超过几秒钟。

时区(Time Zone)

但是上面的time()的表述并不准确,因为我们在实践中经常遇到time()得到的值并不是我们想要的。对应的是,date()函数得到的值,也可能出乎我们意料。

什么是时区呢?也就是以GMT/UTC为参照物的时间偏移。

以GMT为参照物的时区

在传统的教材里,全球被划分为24个时区,首先基于经度,其次按照国家或地区,将每一个地区划分到某一个时区,这样可以避免时间上的混乱。在24时区划分之前,世界上的时间换算并没有准确的参照,比如中国人去英国,只能问当地人现在几点,然后拨自己的表来对。而当时区划分之后,中国人到了英国,只需要拨慢8小时即可。在时区划分之前,英国人跟中国人的时间可能并不是严格的8小时之差。

但为了照顾到同一个国家内时间的统一,大部分国家规定自己属于同一个时区,比如中国,统一规定为东八区,这样中国东部和西部可以采用同一个时间。毕竟没有必要大家一定要在早上6点看到日出,沿海城市5点看,乌鲁木齐9点看,并不影响大家的正常作息。

在php中,提供了大量的地区作为时区切换的标准,例如:

date_default_timezone_set('Asia/Shanghai');
echo date('Y-m-d H:i:s'); // 获得的是上海所在时区的时间

注意:PRC是中国的地区时标志,并不在Asia中,而是在Others里面找。

以UTC为参照物计算时区

但随着UTC取代GMT成为世界标准时后,时区的计算开始使用UTC作为标准。UTC+8代表东八区,UTC-11代表西十一区。

不过随着精度需求的提升,按大时区计算已经不能满足需求,0.5个时区也被普遍使用,比如UTC+7.5。

在PHP中,我们可以采用这种方式来切换时区。比如:

date_default_timezone_set('UTC');
echo date('Y-m-d H:i:s'); // 获取的是0时区时间

时区给PHP带来的影响

我们上面给出的代码并没有什么实际意义,因为你还不知道为什么要这样去做。实际上,php在使用date函数的时候,会依照所在时区去进行计算。

例如,你的服务器是放在英国的,而服务器的默认配置php.ini中没有规定时区,那么php就会以操作系统默认是时区作为时区进行输出,这就会导致这台服务器上的date()函数输出的时间是以UTC+0作为时区的,如果你的用户在中国,那么网站的访客看到的时间就会少8个小时。

而上面使用date()进行输出的时间,就是我们所说的本地时间

本地时间,其实是指服务器上的程序输出时间,date函数输出的时间依托Unix时间戳和时区,因此它一定是一个不准确的时间,因为Unix时间戳基本上都是不准确的,但是这个不准确是可以忽略的,严重的是时区的偏差。

造成php输出时间混乱的原因总结起来:

  • 使用默认的date函数的输出值
  • 在保存时间的时候使用调整过时区的时间,而输出时又调整了时区

第一点比较容易理解,比如默认存进去的时候存入的是time(),输出的时候使用date(),time()是没有错的,但是date()在输出的时候,时区和当前访客的时区对不上,从而导致输出内容的错误。

如何在PHP中保证输出时间的准确性?

我们想的更多的是如何保证时间的准确性问题。这要从多方面去考虑,输入输出的一致性与非一致性是一个很大的挑战,你需要把握好全局关系。

1.php.ini配置文件中规定时区

从php5.1.0开始,php.ini配置文件中支持设置一个date.timezome的值来规定默认的时区,找到它,并改为:

date.timezone = PRC

当然,PRC也可以用php官方给出的列表中的其他时区代表值表示。

这种配置的好处是,可以在所有的php代码中生效,坏处是灵活性差,而且大部分主机并不直接支持php.ini配置。

2. ini_set('date.timezone')

在php代码开头,可以使用ini_set函数来临时修改一些php的默认配置,可以:

ini_set('date.timezone','Asia/Shanghai');

这种方法的好处是比较灵活,需要配置时区的代码里才使用,把这个配置放置在一个共享文件里,可以使所有引用这个文件的php脚本都获得这个配置。坏处是有的主机不支持ini_set。

3.date_default_timezone_set

和ini_set函数一样,date_default_timezone_set函数也可以临时修改php配置。

date_default_timezone_set('Asia/Shanghai');

4.自己计算

当你在输出日期的时候,可以考虑自己调整时区,然后进行计算,将计算的结果格式化为日期再输出。首先,我们要搞清楚哪些是可变哪些是不可变。

可变:date()
不可变:time()、gmdate()

当你在输出一个日期的时候,如果使用date,就是可变的,但如果使用gmdate()就是不可变的,gmdate()永远把时区当做是UTC+0,即使你通过前面三种方法临时修改了时区,也不会影响gmdate的输出结果,而这个时候,其实你又知道你的访客所在的时区,所以,你可以自己计算一下:

// 方法1
date('Y-m-d H:i:s',strtotime(gmdate('Y-m-d H:i:s').' +8 hours'));
// 方法2(推荐)
gmdate('Y-m-d H:i:s',time() + 8*3600);

使用上面的两个方法,无论你的服务器处于什么时区,无论你是否使用date_default_timezone_set设置了新的临时时区,都不会影响结果,因为gmdate永远以UTC+0作为参照,根本不会理会你新设置的时区。甚至,你把你的这段代码,从非洲的服务器搬到中国的服务器上,它的结果也还是一样(忽略timestamp的微小误差)。

有一个有趣的现象是,我们可以通过一个动态的数字来控制date()是时区,而无需去设置时区,比如:

date('Y-m-d H:i:s',time() + n*3600)

其中的n则是时区,东八区就是+8,西五区就是-5。而我们却可以找出这个动态的n值,它和时区时时相关:date('Z')

date('Z')是一个军事级别的应用,它用于计算以秒为单位的时区偏移量,比如东八区,它的值就是8*3600,我们可以在time()的基础上减去这个值,得到一个比当前时间戳少时区偏移量的值,这个值在实际中没有任何意义,它不代表任何时间戳(或者说是当前时间n小时之前的时间戳),但如果我们再对这个时间戳进行date运算时,date会把n时区的偏移量加回来,这样就得到了一个固定的UTC+0的日期时间:

$gmt_date = date('Y-m-d H:i:s',time() - date('Z'));

它的效果其实和gmdate('Y-m-d H:i:s')相同,但算法上更加复杂。

同样的道理,我们以UTC+0作为基准,增加这个偏移量,反而可以得到我们想要的时区所在的时间:

$local_time = gmdate('Y-m-d H:i:s',time() + date('Z'));

但这和$local_time = date('Y-m-d H:i:s');没有任何结果上的区别。

选择你合适的时间进行保存

在前面的分析里面,你看到有一种情况比较乱,就是使用了调整时区后的时间进行保存,但是显示的时候,又进行时区调整,这导致显示错误。

推荐的一种时间保存方案,是只保存timestamp,也就是time(),它的值是固定的,不随着时区的调整而改变,即使更换了服务器,它的误差也很小,所以有利于今后将程序分发部署到不同的服务器上面。

而在自己显示的时候,可以确定一个方法,比如上面推荐的方法2作为输出:

function st_date($format,$timestamp = false) {
    $timestamp = is_numberic($timestamp) ? $timestamp : time();
    return gmdate($format,$timestamp + 8*3600);
}

这样就可以保证这段代码无论在哪里,都可以输出东八区的时间。

2016-10-04 | , , ,

已有9条评论
  1. gzswar 2017-02-24 06:36

    你好,谢谢你的这篇文章。写的十分详尽清晰,帮我彻底理解了php中时间日期函数之间与时区之间的关系。我注意的你的网站的模板很酷,能问一下是你自己写的还是在什么地方找的吗?能分享一下这套模板给我吗,或者我在哪里可以买得到呢?

    • 否子戈 2017-02-24 09:21

      自己写的,不提供下载,谢谢关注^_^

      • pookpal 2017-03-13 15:03

        博主全能,非常佩服,可以仿一下用来搭建自己的博客站吗

        • 否子戈 2017-03-13 16:19

          可以,不过最好写篇博文说明一下~

          • pookpal 2017-03-13 16:21

            恩,非常感谢,这个是wp的,我打算用node写一个,向博主学习,始终保持前进的好奇心

          • 否子戈 2017-03-14 13:49

            建好通知一声,我也学习下

  2. gzswar 2017-05-31 01:51

    最近又研究了一下关于php里时间的转换问题。发现博主的文章有一点没有重点研究,就是关于冬令时和夏令时的问题。有些地区冬夏或者夏冬交替的时候会提前或推后一小时。按我个人的理解,date()函数应该是可以处理这个问题的,但是用gmdate()函数的话是不是就稍显麻烦了呢。希望有时间能探讨下这个问题。

    • 否子戈 2017-06-01 13:28

      很久没有写php了,确实很多细节都需要慢慢研究,如果你有了答案,希望可以告诉我

  3. PHP(一)基础语法 « 2017-10-01 17:47

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