问题背景
使用 Python 进行了许久的开发，一直没有踩到时区的坑，最近新的业务中引入了比较多的服务，而且使用 grpc 进行数据通讯，不幸踩到了时区的坑，果然偷的懒最终还是会有报应的，于是梳理下对应的时区问题，同时发现系统中之前的数据库 Mongo 中的时区问题，一起整理如下。
基础概念
几个时间概念
首先是几个常见的时间概念
- GMT 时间：格林威治时间，基准时间
- UTC 时间：Coordinated Universal Time，全球协调时间，更精准的基准时间，与 GMT 基本等同
- CST 中国基准时间：为 UTC 时间 + 8 小时，即 UTC 时间的 0 点对应于中国基准时间的 8 点，即为一般称为东八区的时间
ISO 8601
一种标准化的时间表示方法，表示格式为 ：YYYY-MM-DDThh:mm:ss ± timezone，可以表示不同时区的时间，时区部分用Z 表示为 UTC 标准时区。两个例子：
- 1997-07-16T08:20:30Z 表示的是 UTC 时间的 1997 年 7 月 16 号 8:20:30
- 1997-07-16T19:20:30+08:00 表示的是东八区时间的 1997 年 7 月 16 号 19:20:30
时间戳
1970年1月1日 00:00:00 UTC+00:00时区的时刻称为epoch time，记为0，当前的时间戳即为从 epoch time 到现在的秒数，一般叫做 timestamp，因此一个时间戳一定对应于一个特定的 UTC 时间，同时也对应于其他时区的一个确定的时间。因此时间戳可以认为是一个相对安全的时间表示方法。
datetime 实践
datetime 是 python 中最基础的一个时间管理包，下面分别利用 datetime 去实践下对应的时区概念
datetime 类型
datetime 分成两种类型：
- naive，本地类型的时间，当 datetime 中没有指定时区信息时就是这种类型，此类型的时区是根据运行环境确定对应的时区。因此这种类型的时间会因为运行环境的不同而得到不同时间戳
- aware，带有时区类型的时间，这种类型的时间对象由于时间和时区都是确定的，因此对应于确定的时间戳
举例如下:
from datetime import datetime, timezone
now = datetime.now()
now.tzinfo # None
utc_now = datetime.now(timezone.utc)
utc_now.tzinfo # UTC
可以看到上面的例子中，now 没有指定时区，为 naive 类型的时间，其时区与运行环境相关。而 utc_now 指定了 UTC 时区，为 aware 类型的时间。
获取当前时间
- datetime.now() 可用于获取当前时间，支持设置对应的时区，如果不设置时区默认获取的是本地的时间，根据是否指定时区可能穿件出 naive 类型的时间或者 aware 类型的时间，但是对应的时间戳都是符合预期的。
- datetime.utcnow() 谨慎使用 获取是当前 UTC 对应的时间，但是生成的 datetime 对象是没有指定时区的，因此使用的是本地时区，创建的是 naive 类型的时间。因此如果运行环境为东八区，得到的时间是 UTC 对应的时间，但是时区是东八区，最终得到的时间会比预期早 8 个小时，转化得到时间戳也是不符合预期的。
举例如下：
from datetime import datetime
now = datetime.now()
now.timestamp() # 1610035129.323702 unow = datetime.utcnow()
unow.timestamp() # 1610006329.323797
最终在 2021-01-07 23:58:49 在东八区环境下运行上面的代码，now.timestamp() 得到时间戳转化为对应的时间为东八区的 2021-01-07 23:58:49，但是 unow.timestamp() 得到的时间戳对应的时间为东八区的 2021-01-07 15:58:49，对应于 UTC 时间 2021-01-07 07:58:49，和 UTC 的当前时间完全对不上。
时间戳操作
- datetime.timestamp() 生成当前时间对应的时间戳
- datetime.fromtimestamp() 根据时间戳生成运行环境时区对应的时间
- datetime.utcfromtimestamp() 谨慎使用 根据时间戳生成对应的 UTC 时间，由于生成的 datetime 是没有指定时区的，因此获取时间戳看起来得到的是 8 个小时之前时间的时间戳
对于上面的例子，我们使用前面得到的当前时间戳 1610035129 进行测试如下：
from datetime import datetime
timestamp = 1610035129
d1 = datetime.fromtimestamp(timestamp) # 2021-01-07 23:58:49 d2 = datetime.utcfromtimestamp(timestamp) # 2021-01-07 15:58:49
最终得到 d1 是本地时区正确的时间，但是 d2 是 UTC 的是啊金，但是没有指定的时区，因此看起来就是就是本地 8 个小时前的时间了
时区设置
默认构建的 datetime 是没有时区信息的，可以通过 datetime.replace() 为时间设置上时区，但是这样必须保证对应的时间与时区信息匹配，否则就会导致错误的时区的时间，一个简单例子交互；
Pymongo 中尽量传入的带有时区的时间，输出也配置上时区输出，避免隐含的问题；
一条总原则就是：与第三方的服务交互或存储时，尽量只使用时间戳这种绝对机制，这样才能从根本上杜绝问题。
以上就是python中的时区问题的详细内容，更多关于python 时区的资料请关注社区其它相关文章！ | 
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