谈谈时区 - Bryan

通常在本地化时往往会涉及到时区转换的问题，而通常在真正关注到时区之前我们所「默认」使用的时区为 UTC 或 “本地”。

本文以 Go 为例，分析下 Go 中的时区使用。

读取时区#

在 Go 中，读取时区使用的是 LoadLocation 函数。

// LoadLocation returns the Location with the given name.
//
// If the name is "" or "UTC", LoadLocation returns UTC.
// If the name is "Local", LoadLocation returns Local.
//
// Otherwise, the name is taken to be a location name corresponding to a file
// in the IANA Time Zone database, such as "America/New_York".
//
// LoadLocation looks for the IANA Time Zone database in the following
// locations in order:
//
// - the directory or uncompressed zip file named by the ZONEINFO environment variable
// - on a Unix system, the system standard installation location
// - $GOROOT/lib/time/zoneinfo.zip
// - the time/tzdata package, if it was imported
func LoadLocation(name string) (*Location, error)

阅读注释可知，如果 name 为空 / UTC 则使用 UTC、为 Local 则使用本地时区（在后面进行讲解），否则，从特定位置进行读取。

所谓读取，是读取的 tzfile 时区文件，可阅读该文档查阅更多信息。简单来说，时区文件是一个以 TZif 开头的二进制文件，其中包含了时区的偏移量、闰秒、夏令时等信息，Go 可以读取相关文件并解析。

如果存在 ZONEINFO 环境变量，利用该变量指向的目录 / 压缩文件进行读取
在 Unix 系统上，使用系统标准位置
（主要用于编译 Go 时）从 $GOROOT/lib/time/zoneinfo.zip 进行读取
（如果 import 了 time/tzdata ）从程序嵌入的数据读取

我们比较关注的是 2，即 Unix 的标准时区文件的存储位置。在 Unix 系系统中，时区文件通常存储在 /usr/share/zoneinfo/ 目录中（根据系统不同，还可能是 /usr/share/lib/zoneinfo/ 或 /usr/lib/locale/TZ/），例如，中国（Asia/Shanghai）的时区定义文件就是 /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai。因此，通常程序可以直接从系统中获取到时区的信息。

注意，在 alpine 环境中，是没有时区定义文件的，因此我们需要特别关注进行处理

可以在程序中使用 import _ "time/tzdata" 在编译期将时区文件编入程序中，这样在无法找到系统中的时区定义时也可以查找到标准的 IANA 时区定义
如果我们不需要特别动态的时区，我们可以避免使用 LoadLocation 而是使用 FixedZone 由我们自己提供时区名称和偏移，例如对于中国 UTF+8 可以使用 time.FixedZone("Asia/Shanghai", 8*60*60)

本地时区#

通常在我们真正考虑到时区问题之前我们所「默认」使用的时区均为所谓的「本地时区」。

以 time.Now 为例，

type Time struct {
	wall uint64
	ext  int64

	loc *Location
}

// Now returns the current local time.
func Now() Time {
	sec, nsec, mono := now()
	mono -= startNano
	sec += unixToInternal - minWall
	if uint64(sec)>>33 != 0 {
		// Seconds field overflowed the 33 bits available when
		// storing a monotonic time. This will be true after
		// March 16, 2157.
		return Time{uint64(nsec), sec + minWall, Local}
	}
	return Time{hasMonotonic | uint64(sec)<<nsecShift | uint64(nsec), mono, Local}
}

可以看到，Time 结构体的最后一个字段 loc *Location 就是时区，而 time.Now 中使用的时区为 Local。

我们本文主要关注时区，如果你对这段代码中的其他因素感兴趣，欢迎阅读你真的了解 time.Now () 吗？。

这里的 Local 就是本地时区，即运行这个程序所在的机器的时区。

// Local represents the system's local time zone.
// On Unix systems, Local consults the TZ environment
// variable to find the time zone to use. No TZ means
// use the system default /etc/localtime.
// TZ="" means use UTC.
// TZ="foo" means use file foo in the system timezone directory.
var Local *Location = &localLoc

阅读 Go 中关于 Local 的说明可知，Go 会优先尊重 TZ 环境变量所指定的时区，如果没有特殊指定，则使用 /etc/localtime 文件读取当前时区。

那么，Local 又是怎么初始化的呢？

// localLoc is separate so that initLocal can initialize
// it even if a client has changed Local.
var localLoc Location
var localOnce sync.Once

func (l *Location) get() *Location {
	if l == nil {
		return &utcLoc
	}
	if l == &localLoc {
		localOnce.Do(initLocal)
	}
	return l
}

从这段代码的逻辑中不难猜出，Local 并没有真的在程序启动时读取上述信息，而是在首次使用时才真正的通过执行 initLocal 函数来进行初始化。同时，这段代码也隐性的为使用 Location 提出了一个要求：必须调用 get 方法来获取「真正的 Location」。

initLocal 函数在 zoneinfo_*.go 中定义，在不同的机器上有着不同的实现，但本质上都是

如果 TZ 内容以 : 开头，则会忽略该冒号

如果没有指定 TZ 环境变量，阅读 /etc/localtime（通常就是指向了真正时区文件的软链接）
如果指定的 TZ 环境变量为绝对路径，阅读该文件
否则按照上文所分析的 LoadLocation 流程进行时区文件的读取

另外，上述 3 步骤如果失败，会 fallback 到使用 UTC 时间

加餐：tzdata#

tzdata 详细定义了历史时区的变更情况，包括夏令时、闰秒等，因此 Asia/Shanghai 相比于简单的 GMT+8 更具有通用性、且可正确处理历史数据。

如果你感兴趣，可以利用 zdump Asia/Shanghai -i 查看上海的时区变化，并和使用夏令时的时间 zdump America/Chicago -i 进行对比。