遊戲開發中不一樣時區下的時間問題
在全球化互聯網時代，許多遊戲廠商都在大力開拓海外市場，大量的遊戲也都會選擇在海外發行。做爲遊戲開發者的咱們也不得不處理一個容易被忽略的問題，全球不一樣時區下的時間問題git
一些與時區有關的時間概念
GMT（格林威治平均時間，Greenwich Mean Time）是指位於英國倫敦郊區的皇家格林尼治天文臺當地的平太陽時，它規定太陽天天通過位於英國倫敦郊區的皇家格林威治天文臺的時間爲中午12點。因爲地球天天的自轉是有些不規則的，並且正在緩慢減速，所以格林尼治平時基於天文觀測自己的缺陷，已經被原子鐘報時的協調世界時（UTC）所取代。github
UTC（協調世界時，取自英文和法文的縮寫，英文是Coordinated Universal Time）是最主要的世界時間標準，其以原子時秒長爲基礎，在時刻上儘可能接近於格林威治標準時間正則表達式
本地時間是指在平常生活中所使用的時間。這個時間等於咱們所在（或者所使用）時區內的當地時間，它由與世界標準時間（UTC或GMT）之間的偏移量來定義。c#
GMT+08:00（UTC+8）即北京時間，比協調世界時快八小時。注意北京時間並非北京的地方時間。api
unix時間戳是從UTC1970年1月1日0時0分0秒（UTC/GMT的午夜）起至如今的總秒數，不考慮閏秒。所以時間戳不會由於時區的不一樣而不一樣服務器
夏令時（Daylight Saving Time：DST），又稱日光節約時間，是爲了節約能源，人爲規定的時間。通常在天亮早的夏季人爲將時間調快一小時，可使人早起早睡，減小照明量，以充分利用光照資源，從而節約照明用電。函數
提早說明，本文後面會用一個名詞「時間表示」來指代包含年月日時分秒信息的時間對象，好比如下的類型就能夠被稱之爲時間表示lua
- 時間字符串 "1969年12月31日16時0分0秒"
- lua的表{year = 2021, month = 7, day = 17, hour = 19, min = 37, sec = 0}
時間表示很重要的一個特色是它是受時區影響的，但自己又沒有攜帶時區信息。對於同一時刻，不一樣時區的時間表示是不一樣的。而時間戳偏偏相反，它不受時區影響，或者說它只針對於UTC時間。對於同一時刻，不一樣時區的時間戳都是惟一的。.net
若是採用Unity作遊戲開發，則可能會用到C#語言和Lua語言，因此接下來就分別介紹這兩種語言如何處理不一樣時區下的時間問題。unix
lua的時間庫
lua對時間的處理主要是兩個函數os.time和os.date
os.time ([table])
- 當不傳參數時，返回當前時刻的時間戳。它在任意時區下獲取到的結果一致，由於始終表示從UTC1970年1月1日0時0分0秒到當前時刻的UTC時間所通過的秒數
- 若是傳入一張表，就返回由這張表表示的時刻的時間戳。 這張表必須包含域 year，month，及 day； 能夠包含有 hour （默認爲 12 ）， min （默認爲 0）， sec （默認爲 0），以及 isdst （默認爲 nil）。
請看下面的一段示例代碼
local t1 = os.time()
print(t1) -- 輸出 1626521822
local t2 = os.time({year = 2021, month = 7, day = 17, hour = 19, min = 37, sec = 0})
print(t2) -- 輸出 1626521820
local t3 = os.time({year = 1970, month = 1, day = 1, hour = 0, min = 0, sec = 0})
print(t3) -- 輸出 nil
local t4 = os.time({year = 1970, month = 1, day = 1, hour = 8, min = 0, sec = 0})
print(t4) -- 輸出 0
第一個輸出表示的是執行該代碼時的時間戳，當時我是在北京時間"2021-07-17 19:37:02"時刻執行的，因此它與第二個輸出，表示的是北京時間"2021-07-17 19:37:00"時刻的時間戳，相差2秒是正確的
問題在於第三個輸出爲何是nil，而第四個輸出是0？
注意時間戳表示的是從UTC1970年1月1日0時0分0秒到當前時刻所通過的秒數，而os.time在將時間表示轉換爲時間戳時，認爲這個時間表示是本地時區的時間。而個人時間是北京時間，將北京時間1970年1月1日0時0分0秒轉換爲UTC時間，其實是1969年12月31日16時0分0秒，超出了時間戳的定義範圍，因此返回的是nil。
對於第四個輸出，北京時間的1970年1月1日8時0分0秒，對應的正好是UTC時間1970年1月1日0時0分0秒，因此輸出是0
os.date ([format [, time]])
- 返回一個包含日期及時刻的字符串或表。 格式化方法取決於所給字符串 format。
- 若是提供了 time 參數， 格式化這個時間 （這個值的含義參見 os.time 函數）。 不然，date 格式化當前時間。
- 若是 format 以 '!' 打頭， 日期以協調世界時格式化，若是沒有 '!' 日期以本地時間格式化。 在這個可選字符項以後
- 若是 format 爲字符串 "*t"， date 返回有後續域的表： year （四位數字），month （1–12），day （1–31）， hour （0–23），min （0–59），sec （0–61）， wday （星期幾，星期天爲 1 ）， yday （當年的第幾天）， 以及 isdst （夏令時標記，一個布爾量）。 對於最後一個域，若是該信息不提供的話就不存在。
- 若是 format 並不是 "*t"， date 以字符串形式返回， 格式化方法遵循 ISO C 函數 strftime 的規則。
- 若是不傳參數調用， date 返回一個合理的日期時間串， 格式取決於宿主程序以及當前的區域設置 （即，os.date() 等價於 os.date("%c")）。
請看下面的一段示例代碼
local d1 = os.date("%Y-%m-%d %H:%M:%S", 1626521822)
print(d1) -- 輸出 2021-07-17 19:37:02
local d2 = os.date("!%Y-%m-%d %H:%M:%S", 1626521822)
print(d2) -- 輸出 2021-07-17 11:37:02
對於第一個輸出，format字符串沒有以 '!' 打頭，因此它是以本地時間格式化的，即北京時間。因此返回"2021-07-17 19:37:02"，若是執行代碼的開發者是在東九區（比北京時間快一個小時），則會返回"2021-07-17 20:37:02"。所以該代碼在不一樣的時區執行，輸出的結果是不一樣的
對於第二個輸出，format字符串以 '!' 打頭，因此它以協調世界時格式化，不管在哪一個時區，執行該代碼都返回的是相同值
c#的時間庫
因爲本文主要是探討不一樣時區下的時間問題，因此這裏就只列出了C#部分與時區轉換相關的類和函數
DateTime
表示時間上的一刻，一般以日期和當天的時間表示
- DateTime.Ticks，獲取表示此實例的日期和時間的計時週期數。（1秒=1000毫秒，1毫秒=10000ticks）
- DateTime.ToLocalTime，將當前 DateTime 對象的值轉換爲本地時間。
- DateTime.ToUniversalTime，將當前 DateTime 對象的值轉換爲協調世界時 (UTC)。
- DateTime.TryParse(String, DateTime)，將日期和時間的指定字符串表示形式轉換爲其 DateTime 等效項，並返回一個指示轉換是否成功的值。
請看下面的一段示例代碼
DateTime dateTime = new DateTime(2021, 7, 17, 19, 37, 2, DateTimeKind.Unspecified); DateTime d1 = dateTime.ToLocalTime(); DateTime d2 = dateTime.ToUniversalTime().ToLocalTime(); Console.WriteLine(d1); // 輸出 2021/7/18 3:37:02 Console.WriteLine(d2); // 輸出 2021/7/17 19:37:02
能夠看到第一個輸出與第二個輸出是不一樣的，這是由於當一個DateTime對象的Kind屬性是DateTimeKind.Unspecified時，調用ToLocalTime()方法，會默認DateTime對象是基於UTC的。調用ToUniversalTime()，會默認DateTime對象是基於本地時間的。進行時區轉換時，儘可能使用TimeZoneInfo來避免這樣的默認設定
TimeZoneInfo
- TimeZoneInfo.Utc，獲取表示協調世界時 (UTC) 區域的 TimeZoneInfo 對象。
- TimeZoneInfo.Local，獲取表示本地時區的 TimeZoneInfo 對象。
- TimeZoneInfo.ConvertTime(DateTime, TimeZoneInfo)，將時間轉換爲特定時區的時間。
- TimeZoneInfo.ConvertTime(DateTime, TimeZoneInfo, TimeZoneInfo)，將時間從一個時區轉換到另外一個時區。
如何進行時區轉換
因爲C#自己已經定義了時區的概念，因此轉換起來比較容易，直接使用ConvertTime函數
請看下面的一段示例代碼
DateTime dateTime = new DateTime(2021, 7, 17, 19, 37, 2, DateTimeKind.Unspecified); TimeZoneInfo timeZoneInfo1 = TimeZoneInfo.Local; TimeZoneInfo timeZoneInfo2 = TimeZoneInfo.Utc; DateTime d1 = TimeZoneInfo.ConvertTime(dateTime, timeZoneInfo1, timeZoneInfo2); DateTime d2 = TimeZoneInfo.ConvertTime(dateTime, timeZoneInfo2, timeZoneInfo1); Console.WriteLine(d1); // 輸出 2021/7/17 11:37:02 Console.WriteLine(d2); // 輸出 2021/7/18 3:37:02
第一個輸出是將本地時間（北京時間）的"2021/7/17 19:37:02"轉換爲UTC時間的結果，第二個輸出是將UTC時間的"2021/7/17 19:37:02"轉換爲本地時間（北京時間）的結果
而Lua自己沒有時區的定義，因此這裏採用與UTC時間的時間差來做爲時區的表示。好比UTC時區表示就是0（相差0），北京時間的時區表示就是8 * 60 * 60（相差8個小時）
具體示例，請看下面的一段代碼
local timeZone1 = 0
local timeZone2 = 8 * 60 * 60
local timeZone3 = 9 * 60 * 60
local dateTime = {year = 2021, month = 7, day = 17, hour = 19, min = 37, sec = 2}
-- 獲取本地時區
local function getLocalTimeZone()
local now = os.time()
local offset = os.date("*t").isdst and 60 * 60 or 0 -- 經過isdst判斷是不是夏令時
return os.difftime(now + offset, os.time(os.date("!*t", now)))
end
local function convertTime( dateTime, sourceTimeZone, destinationTimeZone )
local time = os.time(dateTime) + (destinationTimeZone - sourceTimeZone)
return os.date("*t", time)
end
print(getLocalTimeZone()) -- 輸出 28800
local d1 = convertTime(dateTime, timeZone2, timeZone3)
local d2 = convertTime(dateTime, timeZone3, timeZone2)
dump(d1)
--[[
輸出
- "<var>" = {
- "day" = 17
- "hour" = 20
- "isdst" = false
- "min" = 37
- "month" = 7
- "sec" = 2
- "wday" = 7
- "yday" = 198
- "year" = 2021
- }
]]
dump(d2)
--[[
輸出
- "<var>" = {
- "day" = 17
- "hour" = 18
- "isdst" = false
- "min" = 37
- "month" = 7
- "sec" = 2
- "wday" = 7
- "yday" = 198
- "year" = 2021
- }
]]
第一個輸出表示的是（在上面的Lua時區定義下的）本地時區，28800（8個小時）
第二個輸出是將北京時間的"2021/7/17 19:37:02"轉換爲東九區時間（比UTC快9個小時，比北京時間快1個小時）的結果，第三個輸出是將東九區時間的"2021/7/17 19:37:02"轉換爲北京時間的結果。代碼中的dump是可用於格式化打印Lua表結構的函數，感興趣的同窗能夠查看這裏
將時間戳轉換爲時間表示
這種狀況在遊戲開發中會常常遇到，接收服務端下發的一個時間戳，而後客戶端將時間戳轉換到用戶手機設置的時區下的時間表示
對於同一時刻，不管服務器處於哪裏，它下發的時間戳都應該是一致的，但不一樣時區下的客戶端顯示又都是不一樣的
在C#中能夠利用下面的函數（完整的類能夠查看這裏）將時間戳轉換爲UTC時間。注意是UTC時間，而後再利用上面提到的時區轉換，將UTC時間轉換爲任意時區的時間。
public const int TickToSecond = 10000000;
public static readonly DateTime TIME1970 = new DateTime(1970, 1, 1);
public static DateTime TickToDateTime(long t)
{
return new DateTime(TIME1970.Ticks + (long)((double)t * TickToSecond), DateTimeKind.Utc);
}
在Lua中能夠直接使用os.date函數將時間戳轉換爲UTC時間表示（format 以 '!' 打頭）或本地時間表示（format 不以 '!' 打頭），而後再經過上面提到的Lua時區轉換轉換到指定時區
以下面的示例代碼，是將時間戳轉換爲本地時間表示
local d = os.date("*t", 1626521822)
dump(d)
--[[
輸出
- "<var>" = {
- "day" = 17
- "hour" = 19
- "isdst" = false
- "min" = 37
- "month" = 7
- "sec" = 2
- "wday" = 7
- "yday" = 198
- "year" = 2021
- }
]]
將時間表示轉換爲時間戳
將時間表示轉換爲時間戳在遊戲開發中，常見於讀取遊戲的時間配置。好比爲了方便策劃或運營配置某個活動的起始時間，可使用相似"2021-07-17 19:37:02"這樣的時間字符串進行配置。開發再經過將其轉換爲時間戳進行其它操做
在C#中可使用TryParse函數將一個時間字符串轉換爲DateTime對象，而後再經過下面的DateTimeToTick函數（完整的類能夠查看這裏）將其轉換爲時間戳。注意DateTimeToTick函數要求傳入的DateTime對象是UTC時間，而經過TryParse函數獲得的DateTime對象是本地時間的，因此還須要經過上面提到的時間轉換將其轉換爲UTC時間才能獲得正確的結果
public static long DateTimeToTick(DateTime date)
{
return (long)((double)(date.Ticks - TIME1970.Ticks) / TickToSecond);
}
string str = "2021/7/17 19:37:02";
DateTime d1;
DateTime.TryParse(str, out d1);
DateTime d2 = TimeZoneInfo.ConvertTime(d1, TimeZoneInfo.Local, TimeZoneInfo.Utc);
long t1 = DateTimeToTick(d1);
long t2 = DateTimeToTick(d2);
Console.WriteLine(t1); // 輸出 1626550622
Console.WriteLine(t2); // 輸出 1626521822
第一個輸出因爲傳入DateTimeToTick函數的DateTime對象是本地時間的，因此獲得正確結果是錯誤的。第二個輸出是正確的，打印出了北京時間"2021/7/17 19:37:02"對應的時間戳
對於Lua而言，將時間字符串轉換爲時間戳須要多個步驟，先經過正則表達式將時間字符串轉換爲Lua的時間表，而後再經過os.time函數將時間表轉換爲時間戳
local timeStr = "2021-07-17 19:37:02"
local _, _, year, month, day, hour, min, sec = string.find(timeStr, "(%d+)%-(%d+)%-(%d+)%s*(%d+):(%d+):(%d+)");
local dateTime = {
year = tonumber(year), month = tonumber(month), day = tonumber(day),
hour = tonumber(hour), min = tonumber(min), sec = tonumber(sec)
}
dump(dateTime)
--[[
輸出
- "<var>" = {
- "day" = 17
- "hour" = 19
- "min" = 37
- "month" = 7
- "sec" = 2
- "year" = 2021
- }
]]
local t = os.time(dateTime)
dump(t) -- 輸出 1626521822
注意，在上面的示例中，默認時間字符串都是本地時間下的字符串，某些狀況下爲了統一，可能策劃或運營會基於某個時區配置時間字符串。好比統一使用UTC時間進行配置，在這種狀況下，須要注意先進行對應的時區轉換，再轉化爲時間戳
參考資料
- 1. Lua遊戲開發之時區問題
- 2. Lua遊戲時區問題
- 3. 計算不一樣時區時間
- 4. openstack時間不一樣步問題
- 5. 思惟遊戲(3)之時間問題
- 6. 遊戲時區問題小解
- 7. Web開發中的時區問題
- 8. Django時間時區問題
- 9. 棋類遊戲開發和牌類遊戲開發的不一樣之處
- 10. [WPF]UIElement被按下不一樣時間時實現不一樣的響應
- 更多相關文章...
- • PHP 5 時區 - PHP參考手冊
- • SQLite 日期 & 時間 - SQLite教程
- • PHP開發工具
- • IntelliJ IDEA中SpringBoot properties文件不能自動提示問題解決
-
每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
- 1. Lua遊戲開發之時區問題
- 2. Lua遊戲時區問題
- 3. 計算不一樣時區時間
- 4. openstack時間不一樣步問題
- 5. 思惟遊戲(3)之時間問題
- 6. 遊戲時區問題小解
- 7. Web開發中的時區問題
- 8. Django時間時區問題
- 9. 棋類遊戲開發和牌類遊戲開發的不一樣之處
- 10. [WPF]UIElement被按下不一樣時間時實現不一樣的響應