关于时间戳及相关问题

前言

时间戳是很多应用系统，特别是加密货币开发设计中非常重要的元素。各种语言都提供了相应的时间处理函数，以前直接拿来就用了，也没有发现什么问题。但是在时间处理上，开发语言核心模块提供的个别Api并没有完全延续人类习惯。在Javascript语言里，有一个Date类的函数就非常奇葩，网络上很多文档的举例都是错误的，因此需要简单总结一下。

这似乎不是什么大问题，但是从stackoverflow.com网站上关于时间处理的问题（见参考）及受关注程度来看，却是很多人遇到的普遍问题。另外，万一还有更多“非常规”的用法存在，那么这种看似很小的问题，可能就是致命的（逻辑上没问题，意识中没发现）。按照前面关于异常和错误的处理要求，这种错误应该是程序员自身的问题了，唯一的解决办法就是提高能力，让自己更加严谨、更加认真。所以，这篇文章就是查缺补漏的，提醒以后别在这个小问题上翻船。

问题再现

请猜想下面的语句应该输出哪一天：

  1. new Date(Date.UTC(2005,7,8));

结果是： Mon Aug 08 2005 08:00:00 GMT+0800 (中国标准时间) ， 即： 2005年8月8日

但是，看看这篇文档的解释 http://www.w3school.com.cn/jsref/jsref_utc.asp

其实，网上还有很多文档犯了这个错误。我本人也是在反复没有获得想要的结果情况下，才着手查询文档的。

时间戳的重要性

时间戳（timestamp），通常是一个字符序列，唯一地标识某一刻的时间，是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现在的总毫秒数。中国有国家授时中心，因其守时监测功能而保障时间戳证书中的时间的准确性和不被篡改，具有法律效力。

2008年11月25日，深圳市龙岗区法院依据最高法院“知识产权司法保护活动月”的要求公开宣判知识产权纠纷案，其中“利龙湖”一案系国内首例时间戳技术司法应用案例，宣判后双方当事人均未提起上诉，该案判决书已经发生法律效力。

从技术上讲，时间戳可以理解为数据写入或修改时的时间点，使用毫秒表示，是一项数据存在性证明（Proof of existence）的唯一有效参数。加密货币把时间戳作为重要字段信息，每笔交易、每个区块都要记录时间戳。对于亿书（请参考白皮书）而言，更是版权信息一个不可或缺的元素。

不同产品对时间处理的需求

我在思考这样一个问题：作为加密货币，亿书对每笔交易都有时间戳，而且对版权保护，时间戳还是非常重要的字段。如果，亿书一个节点在中国，另一个在美国，那么这个时间处理该如何统一，相关的方法该如何选择？

从理论上分析，不同产品可能对时间处理的需求也不相同。

1.对于一般的应用系统，特别是没有国际化要求的产品，时间自然没有特殊要求，前端后台统一是很简单的事，只要避免上面的失误，正确使用时间相关的接口函数即可。

2.对于有国际化需求的产品，特别是加密货币这种去中心化的产品，全世界的用户都在使用，就要考虑两个方面的因素，一个是面向用户的时间本地化问题，另一个是面向产品后台的时间统一性问题。

时间处理基本原理

天下人的时间都是一样的。但是，相同时刻，不同时区的人们，所处的时空是不一样的。不同时区，人们对于时空的感受又是那么惊奇的相似，比如：除了南北极，大多数地方都是早上五六点钟太阳升起，中午12点左右艳阳高照，下午五六点钟日落西山，如果一个中国人去了美国（比中国晚13个小时），原本是中午艳阳高照，一看手表，竟然是午夜0点钟，还不得精神分裂啊，因此为了迎合人类习惯，自然就有了很多的本地化需求。

从编程的角度看，时间具备唯一、均匀和恒定的特点，只要使用统一确定的参考点，就不至于在系统中出现混乱。所以，对应上面的产品需求，对于不需要国际化的产品，只要使用本地化时间处理方法即可（参考点是本地），前后端统一，逻辑简单。而对于国际化的产品，那就使用世界时间（参考点是国际日期变更线<见参考>，UTC或GMT标准时间），然后在客户端面向用户进行本地化处理即可。

Javascript语言的Date对象

js提供了操作日期和时间的对象Date。Date对象是js语言的一中内部数据类型（类函数），要使用语法new Date()创建。创建了对象之后，就可以使用多种方法来操作它了。这里列出几个需要熟练掌握的细节供参考。

（1）构造函数

  1. new Date();
  2. new Date(milliseconds);
  3. new Date(dateString);
  4. new Date(year, month[, day[, hour[, minutes[, seconds[, milliseconds]]]]]);

简单一句话：新建对象可以使用0～7个参数，这些参数可以是字符串或数字。

（2）参数

需要注意的是：

  • Date时刻面向本地时间，参数代表的是本地时间，新建的对象代表的也是本地时间，输出的结果后面通常有(某国标准时间)等字样;
  • 0参数，代表当前日期和时间;
  • 1参数，若是数字milliseconds，应该是距离1970年1月1日午夜（UTC）的毫秒数，通常使用Date.UTC()函数来设定;若是字符串dateString，应该是时间格式，如：new Date('December 17, 1995 03:24:00');
  • 2~7参数，只能是数字。只有day从1开始，其他都是从0开始。因为周期通常采取取模运算，所以如果数值大于合理范围（如月份为13），数值会被自动调整。比如： new Date(2013, 13, 1)等于new Date(2014, 1, 1)，它们都表示日期2014-02-01（注意月份是从0开始的）。
  • 如果需要世界时，要使用 new Date(Date.UTC(…)) 和相同参数。

（3）方法

关于方法要注意两点：

  • 静态方法：3个，都返回距离标准时间的毫秒数，分别对应构建函数三个形式，其中包括 Date.now()、Date.parse()（解析一个表示日期的字符串）、Date.UTC() （从2到7参数）。

  • 实例方法：4种，get类查询方法、set类设置方法、to类转换方法、of类，其中每种方法，都提供了本地和世界时两个参考系的方法，比如get[UTC]Date()方法。

特别注意的是：getTime()方法不分时区，返回Date对象的内部毫秒表示，这将是去伪存真的唯一途径，比如：如何判断不同时区是否同时呢，仅仅看这个方法的返回值就是了, 应该说在世界上不同时区，同时运行(new Date()).getTime()的返回值是一样的。

实践

编程里，需要处理的问题，无非是这样几个场景（下面的代码来自官方文档和亿书源码）：

（1）记录时间

  1. var today = new Date(); //本地当前日期和时间
  2. var birthday = new Date("1995-12-17T03:24:00"); //1995年12月17日
  3. var birthday = new Date(1995,11,17); //1995年12月17日

如果需要格式化，就可以使用上面提到的to为前缀的转换方法，例如：toLocaleDateString()、toLocaleString()等，如果不满意，就找找现成的扩展插件，比如moment.js。如果仍不满意，那就自己实现吧，也很简单。

（2）计算时间

主要原则是计算距离标准时间的毫秒数，然后再计算。因为这类方法本身就是基于世界时UTC的，并且在计算过程中可能使用减法处理时间段（差值），因此参考点抵消，可以不去考虑参考点的存在。

这方面被大量用到项目中，也有很多第三方包存在，比如：timeago.js之类的，下面简单举例：

a> 在浏览器上推荐使用 Date 对象:

  1. var start = Date.now();
  3. // 这里进行耗时的方法调用:
  4. doSomethingForALongTime();
  5. var end = Date.now();
  6. var elapsed = end - start; // 运行时间的毫秒值

为了兼容IE8及以前的浏览器，可以做如下处理：

  1. if (!Date.now) {
  2.     Date.now = function() { return new Date().getTime(); }
  3. }

b> 在Node.js等环境下，建议使用内建的getTime()方法:

  1. // 设置初始时间
  2. var begin = Date.UTC(2016, 6, 1, 0, 0, 0, 0); // 2016年7月1日，月份从0开始
  4. // 获得当前时间
  5. var now = new Date();
  6. var elapsed = now.getTime() - begin.getTime(); // 毫秒值

c> 为了获得秒为单位的时间戳，建议使用：

  1. Math.floor(Date.now() / 1000)

链接

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本源文地址： https://github.com/imfly/bitcoin-on-nodejs

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参考

国际日期变更线

时间戳

JavaScript标准库 Date文档

How do you get a timestamp in JavaScript?