Python datetime 如何处理时区信息

在 python 常用日期处理 -- 内置模块 datetime 探讨了 python 如何使用 datetime, 如果是一个跨时区的应用(web 应用都是)，就不能只存储一个时间而不带时区，如此，全球用户将会看到一个相同的时间字符串，白天黑夜就错乱了。比说用户信息的更新时间存储为 2020-07-07 13:46:08, 上海的用户和芝加哥的用户看到的是同一个时间字符串，实质上却相差好多个小时。

我们可以这么做，在服务端只存储一个 timestamp 长整型值或 utc 时间，timestamp 是无关乎时区的，它总是相对于一个 utc 时间的偏移值; 然后由客户端根据本地时区来显示当地时间。不过在服务端存储为 timestamp 或 utc 可读性就不强了，打开文件看到 timestamp 整形值，大脑是无法直接转换为日期，utc 时间略好一些。

另一种做法可在服务端存储为开发者便于理解的带时区的时间，如 2020-07-07t13:46:08.342+08:00, 客户获得该时间，因为带有时区信息也就能转换为客户端本地时间。

客户端请求时还可以把本地的时区信息传送给服务端，由服务端转换为相应的本地时间发送给客户端，但 http 头信息默认不带时区信息，客户端必须主动发送它。

本人倾向于在服务端存为带时区的时间，2020-07-07t13:46:08.342+08:00 是一个标准的存储格式(iso_offset_date_time)，客户端收到它再转换本地时间，javascript 一个很好的组件 moment 处理时间。

探索 python 对时区的处理

python 内置组件不能像 java 的 zoneid.of("asia/shanghai") 直接以时区名获得 zone，而需要知道与标准时区的偏移，如上海是东八区，在 python 中要用 timezone(timedelta(hours=+8)).

那么来看 python 中输出带时区信息，以下是一些应用 pytho 时区 timezone 的例子

from datetime import datetime, timezone, timedelta
 
tz = timezone(timedelta(hours=+8))
 
fmt = '%y-%m-%dt%h:%m:%s.%f%z'
zoned_time1 = datetime.today().astimezone(tz)
print(1, zoned_time1.strftime(fmt))  # 2020-07-08t04:30:26.221450+0800
 
zoned_time2 = datetime.now(tz)
print(2, zoned_time2.strftime(fmt))  # 2020-07-08t04:30:26.221543+0800
 
zoned_time3 = datetime.utcnow()
print(3, zoned_time3.isoformat())   # 2020-07-07t20:30:26.221848
 
print(4, zoned_time2.strftime('%y-%m-%dt%h:%m:%s.%f%z')) # 2020-07-08t04:30:26.221543utc+08:00
 
timestamp = datetime.today().timestamp()
print(5, timestamp)         # 1594153826.221895
print(6, datetime.fromtimestamp(timestamp, tz=tz)) # 2020-07-08 04:30:26.221895+08:00
 
zoned_time4 = datetime(2020, 7, 8, 4, 23, 53, 112, tzinfo=tz)
print(7, zoned_time4.isoformat())  # 2020-07-08t04:23:53.000112+08:00
 
print(8, zoned_time2.isoformat())  # 2020-07-08t04:30:26.221543+08:00

输出为, 已加到上面源代码中

1 2020-07-08t04:30:26.221450+0800
2 2020-07-08t04:30:26.221543+0800
3 2020-07-07t20:30:26.221848
4 2020-07-08t04:30:26.221543utc+08:00
5 1594153826.221895
6 2020-07-08 04:30:26.221895+08:00
7 2020-07-08t04:23:53.000112+08:00
8 2020-07-08t04:30:26.221543+08:00

时间字符串中要带有时区信息，首先时间要转换为带时区的，如用

datetime.astimezone(tz)          # 已有时间转换为带时区的
datetime.fromtimestamp(timestamp, tz=tz) # 从 timestamp 构建 datetime 时加上时区

找到 python 输出标准格式的方法

从上面的输出结果看第 8 行 2020-07-08t04:30:26.221543+08:00 接近于 java 的 iso_offset_date_time 格式，只是毫秒段 python 用了 6 位数字，参考 strftime-strptime-behavior 的 python datetime 格式字符串定义找不到如何把毫秒段收缩为 3 位。

不过注意到 datetime.isoformat() 方法还有一个 timespec 可用，执行下面的代码

from datetime import datetime, timezone, timedelta
 
tz = timezone(timedelta(hours=+8))
now = datetime.now(tz)
print(now.isoformat(timespec='milliseconds'))

输出为

2020-07-08t04:41:10.793+08:00

这正式我们想要的。还不仅仅是，继续往下读，我们还需要让 python 支持夏令时，否则对于芝加哥时间夏天和冬天看到的都是 -5, 那是不对的。

pytz 组件构建时区

python 也有一个通过时区名称获得 timezone 的组件，那就是 pytz - python timezone

$ pip install pytz

测试 pytz

from datetime import datetime
from pytz import timezone
 
tz_shanghai = timezone('asia/shanghai')
tz_chicago = timezone('america/chicago')
 
print(datetime.now(tz=tz_shanghai).isoformat(timespec='milliseconds'))
print(datetime.now(tz=tz_chicago).isoformat(timespec='milliseconds'))

输出为

2020-07-08t04:55:29.699+08:00
2020-07-07t15:55:29.699-05:00

关于夏令时与冬令时

国内实行夏令时制还是很多年前的事了，80 后初期生人或许还有些印象，就是下午放了学走到街上就能看到《新闻联播》。为了达成一切形式的统一，我们不再实行夏令时制了，避免了造成可能的分裂。但其他国家仍然有下令时，这会造成同一个地方在一年中产生两个时区。

例如芝加哥，在夏季时 timezone 是 -05:00, 冬季时是 -06:00.

现在就来看一下 python 是否能正确的处理夏令时(date saving time)与冬令时(night saving time)。回看上面代码是在 7 月份执行的结果，此时如果把本地时间改为 12 月份，再看输出

2020-12-08t06:10:27.862+08:00
2020-12-07t16:10:27.862-06:00

上海的时区仍然为 +08:00, 而芝加哥的时区变成了 -06:00

python 本身不支持对时令的支持，python 只知道与 utc 标准时区的偏移，timezone(timedelta(hours=-5)，夏天冬天它的偏移都是 -5，实现夏令冬令时是由 pytz 达成的，同样的 tz = timezone('america/chiago')

夏天的结果是 python 的 timezone(timedelta(hours=-5))
冬天的结果是 python 的 timezone(timedelta(hours=-6))

对比 java 对时区的处理

不妨看下隔壁 java 是如何对时区处理的，分别测试了新旧时间 api

date today = new date();
system.out.println(new simpledateformat("yyyy-mm-dd't'hh:mm:ss.sssxxx").format(today));
 
zoneddatetime now = zoneddatetime.now(zoneid.of("asia/shanghai"));
system.out.println(now.format(datetimeformatter.iso_offset_date_time));

2020-07-07t14:53:55.017-05:00
2020-07-08t03:53:55.031+08:00

小结一下

时间用 timestamp(长整形值) 或统一的 utc 时间存储和传输，在显示时转换为本地时间，但存储介质上可读性差
用 timezone(timedelta(hours=-5)) 应用时区来存储，可读性增强，但会有夏/冬令时间误差问题
用 pytz 的 timezone('america/chicago') 由时区名来构造 timezone 很好的解决了时区和夏/冬令时的问题

以上就是python datetime 如何处理时区信息的详细内容，更多关于python datetime 处理时区信息的资料请关注其它相关文章！