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4.3 Time 类型详解

Time 代表一个纳秒精度的时间点。

程序中应使用 Time 类型值来保存和传递时间，而不是指针。就是说，表示时间的变量和字段，应为 time.Time 类型，而不是 *time.Time. 类型。一个 Time 类型值可以被多个 go 协程同时使用。时间点可以使用 Before、After 和 Equal 方法进行比较。Sub 方法让两个时间点相减，生成一个 Duration 类型值（代表时间段）。Add 方法给一个时间点加上一个时间段，生成一个新的 Time 类型时间点。

Time 零值代表时间点 January 1, year 1, 00:00:00.000000000 UTC。因为本时间点一般不会出现在使用中，IsZero 方法提供了检验时间是否是显式初始化的一个简单途径。

每一个 Time 都具有一个地点信息（即对应地点的时区信息），当计算时间的表示格式时，如 Format、Hour 和 Year 等方法，都会考虑该信息。Local、UTC 和 In 方法返回一个指定时区（但指向同一时间点）的 Time。修改地点 / 时区信息只是会改变其表示；不会修改被表示的时间点，因此也不会影响其计算。

通过 == 比较 Time 时，Location 信息也会参与比较，因此 Time 不应该作为 map 的 key。

Time 的内部结构

type Time struct {
    // sec gives the number of seconds elapsed since
    // January 1, year 1 00:00:00 UTC.
    sec int64

    // nsec specifies a non-negative nanosecond
    // offset within the second named by Seconds.
    // It must be in the range [0, 999999999].
    nsec int32

    // loc specifies the Location that should be used to
    // determine the minute, hour, month, day, and year
    // that correspond to this Time.
    // Only the zero Time has a nil Location.
    // In that case it is interpreted to mean UTC.
    loc *Location
}

要讲解 time.Time 的内部结构，得先看 time.Now() 函数。

// Now returns the current local time.
func Now() Time {
    sec, nsec := now()
    return Time{sec + unixToInternal, nsec, Local}
}

now() 的具体实现在 runtime 包中，以 linux/amd64 为例，在 sys_linux_amd64.s 中的 time · now，这是汇编实现的：

  • 调用系统调用 clock_gettime 获取时钟值（这是 POSIX 时钟）。其中 clockid_t 时钟类型是 CLOCK_REALTIME，也就是可设定的系统级实时时钟。得到的是 struct timespec 类型。（可以到纳秒）
  • 如果 clock_gettime 不存在，则使用精度差些的系统调用 gettimeofday。得到的是 struct timeval 类型。（最多到微秒）

注意： 这里使用了 Linux 的 vdso 特性，不了解的，可以查阅相关知识。

虽然 timespec 和 timeval 不一样，但结构类似。因为 now() 函数返回两个值：sec( 秒 ) 和 nsec( 纳秒 )，所以，time · now 的实现将这两个结构转为需要的返回值。需要注意的是，Linux 系统调用返回的 sec( 秒 ) 是 Unix 时间戳，也就是从 1970-1-1 算起的。

回到 time.Now() 的实现，现在我们得到了 sec 和 nsec，从 Time{sec + unixToInternal, nsec, Local} 这句可以看出，Time 结构的 sec 并非 Unix 时间戳，实际上，加上的 unixToInternal 是 1-1-1 到 1970-1-1 经历的秒数。也就是 Time 中的 sec 是从 1-1-1 算起的秒数，而不是 Unix 时间戳。

Time 的最后一个字段表示地点时区信息。本章后面会专门介绍。

常用函数或方法

Time 相关的函数和方法较多，有些很容易理解，不赘述，查文档即可。

零值的判断

因为 Time 的零值是 sec 和 nsec 都是 0，表示 1 年 1 月 1 日。

Time.IsZero() 函数用于判断 Time 表示的时间是否是 0 值。

与 Unix 时间戳的转换

相关函数或方法：

  • time.Unix(sec, nsec int64) 通过 Unix 时间戳生成 time.Time 实例；
  • time.Time.Unix() 得到 Unix 时间戳；
  • time.Time.UnixNano() 得到 Unix 时间戳的纳秒表示；

格式化和解析

这是实际开发中常用到的。

  • time.Parse 和 time.ParseInLocation
  • time.Time.Format

解析

对于解析，要特别注意时区问题，否则很容易出 bug。比如：

t, _ := time.Parse("2006-01-02 15:04:05", "2016-06-13 09:14:00")
fmt.Println(time.Now().Sub(t).Hours())

2016-06-13 09:14:00 这个时间可能是参数传递过来的。这段代码的结果跟预期的不一样。

原因是 time.Now() 的时区是 time.Local，而 time.Parse 解析出来的时区却是 time.UTC（可以通过 Time.Location() 函数知道是哪个时区）。在中国，它们相差 8 小时。

所以，一般的，我们应该总是使用 time.ParseInLocation 来解析时间，并给第三个参数传递 time.Local。

为什么是 2006-01-02 15:04:05

可能你已经注意到：2006-01-02 15:04:05 这个字符串了。没错，这是固定写法，类似于其他语言中 Y-m-d H:i:s 等。为什么采用这种形式？又为什么是这个时间点而不是其他时间点？

  • 官方说，使用具体的时间，比使用 Y-m-d H:i:s 更容易理解和记忆；这么一说还真是 ~
  • 而选择这个时间点，也是出于好记的考虑，官方的例子：Mon Jan 2 15:04:05 MST 2006，另一种形式 01/02 03:04:05PM '06 -0700，对应是 1、2、3、4、5、6、7；常见的格式：2006-01-02 15:04:05，很好记：2006 年 1 月 2 日 3 点 4 分 5 秒 ~

如果你是 PHPer，喜欢 PHP 的格式，可以试试 times 这个包。

格式化

时间格式化输出，使用 Format 方法，layout 参数和 Parse 的一样。Time.String() 方法使用了 2006-01-02 15:04:05.999999999 -0700 MST 这种 layout。

实现 序列化 / 反序列化 相关接口

Time 实现了 encoding 包中的 BinaryMarshaler、BinaryUnmarshaler、TextMarshaler 和 TextUnmarshaler 接口；encoding/json 包中的 Marshaler 和 Unmarshaler 接口。

它还实现了 gob 包中的 GobEncoder 和 GobDecoder 接口。

对于文本序列化 / 反序列化，通过 Parse 和 Format 实现；对于二进制序列化，需要单独实现。

对于 json，使用的是 time.RFC3339Nano 这种格式。通常程序中不使用这种格式。解决办法是定义自己的类型。如：

type OftenTime time.Time

func (self OftenTime) MarshalJSON() ([]byte, error) {
    t := time.Time(self)
    if y := t.Year(); y < 0 || y >= 10000 {
        return nil, errors.New("Time.MarshalJSON: year outside of range [0,9999]")
    }
    // 注意 `"2006-01-02 15:04:05"`。因为是 JSON，双引号不能少
    return []byte(t.Format(`"2006-01-02 15:04:05"`)), nil
}

Round 和 Truncate 方法

比如，有这么个需求：获取当前时间整点的 Time 实例。例如，当前时间是 15:54:23，需要的是 15:00:00。我们可以这么做：

t, _ := time.ParseInLocation("2006-01-02 15:04:05", time.Now().Format("2006-01-02 15:00:00"), time.Local)
fmt.Println(t)

实际上，time 包给我们提供了专门的方法，功能更强大，性能也更好，这就是 Round 和 Trunate，它们区别，一个是取最接近的，一个是向下取整。

使用示例：

t, _ := time.ParseInLocation("2006-01-02 15:04:05", "2016-06-13 15:34:39", time.Local)
// 整点（向下取整）
fmt.Println(t.Truncate(1 * time.Hour))
// 整点（最接近）
fmt.Println(t.Round(1 * time.Hour))

// 整分（向下取整）
fmt.Println(t.Truncate(1 * time.Minute))
// 整分（最接近）
fmt.Println(t.Round(1 * time.Minute))

t2, _ := time.ParseInLocation("2006-01-02 15:04:05", t.Format("2006-01-02 15:00:00"), time.Local)
fmt.Println(t2)

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