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一次因“CST”时区协商问题导致数据库时间戳错误的 debug 经历

2017-06-19 18:12 981 查看
摘要: 名为 CST 的时区是一个很混乱的时区，在与 MySQL 协商会话时区时，Java 会误以为是 `CST -0500`，而非 `CST +0800`。

摘要

名为 CST 的时区是一个很混乱的时区，在与 MySQL 协商会话时区时，Java 会误以为是 
CST -0500
，而非 
CST +0800
。

JDBC 与 MySQL 的这种误解，导致出现了数据库实际存储的时间戳，与业务系统取到的值差了 13 或者 14 个小时，这个时间与美中是(=13)否(=14)采用夏令时息息相关。

CST 时区

名为 CST 的时区是一个很混乱的时区，有四种含义：

美国中部时间 Central Standard Time (USA) UTC-06:00

澳大利亚中部时间 Central Standard Time (Australia) UTC+09:30

中国标准时 China Standard Time UTC+08:00

古巴标准时 Cuba Standard Time UTC-04:00

今天是“4月28日”。为什么提到日期？因为美国从“3月11日”至“11月7日”实行夏令时，美国中部时间改为 UTC-05:00，与 UTC+08:00 相差 13 小时。

排错过程

在项目中，偶然发现数据库中存储的 Timestamp 字段的 unix_timestamp() 值比真实值少了 13 个小时。通过调试追踪，发现了 
com.mysql.cj.jdbc
里的时区协商有问题。

当 JDBC 与 MySQL 开始建立连接时，会调用 
com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl.initializePropsFromServer()
获取服务器参数，其中我们看到调用 
this.session.configureTimezone()
函数，它负责配置时区。

public void configureTimezone() {
String configuredTimeZoneOnServer = getServerVariable("time_zone");

if ("SYSTEM".equalsIgnoreCase(configuredTimeZoneOnServer)) {
configuredTimeZoneOnServer = getServerVariable("system_time_zone");
}

String canonicalTimezone = getPropertySet().getStringReadableProperty(PropertyDefinitions.PNAME_serverTimezone).getValue();

if (configuredTimeZoneOnServer != null) {
// user can override this with driver properties, so don't detect if that's the case
if (canonicalTimezone == null || StringUtils.isEmptyOrWhitespaceOnly(canonicalTimezone)) {
try {
canonicalTimezone = TimeUtil.getCanonicalTimezone(configuredTimeZoneOnServer, getExceptionInterceptor());
} catch (IllegalArgumentException iae) {
throw ExceptionFactory.createException(WrongArgumentException.class, iae.getMessage(), getExceptionInterceptor());
}
}
}

if (canonicalTimezone != null && canonicalTimezone.length() > 0) {
this.serverTimezoneTZ = TimeZone.getTimeZone(canonicalTimezone);

// The Calendar class has the behavior of mapping unknown timezones to 'GMT' instead of throwing an exception, so we must check for this...
if (!canonicalTimezone.equalsIgnoreCase("GMT")
&& this.serverTimezoneTZ.getID().equals("GMT")) {
throw ...
}
}

this.defaultTimeZone = this.serverTimezoneTZ;
}

追踪代码可知，当 MySQL 的 
time_zone
值为 SYSTEM 时，会取 
system_time_zone
值作为协调时区。

让我们登录到 MySQL 服务器验证这两个值：

mysql> show variables like '%time_zone%';
+------------------+--------+
| Variable_name    | Value  |
+------------------+--------+
| system_time_zone | CST    |
| time_zone        | SYSTEM |
+------------------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)

重点在这里！若 
String configuredTimeZoneOnServer
得到的是 
CST
那么 Java 会误以为这是 
CST -0500
，因此 
TimeZone.getTimeZone(canonicalTimezone)
会给出错误的时区信息。



如图所示，本机默认时区是 
Asia/Shanghai +0800
，误认为服务器时区为 
CST -0500
，实际上服务器是 
CST +0800
。

我们会想到，即便时区有误解，如果 Timestamp 是以 long 表示的时间戳传输，也不会出现问题，下面让我们追踪到 
com.mysql.cj.jdbc.PreparedStatement.setTimestamp()
。

public void setTimestamp(int parameterIndex, Timestamp x) throws java.sql.SQLException {
synchronized (checkClosed().getConnectionMutex()) {
setTimestampInternal(parameterIndex, x, this.session.getDefaultTimeZone());
}
}

注意到这里 
this.session.getDefaultTimeZone()
得到的是刚才那个 
CST -0500
。

private void setTimestampInternal(int parameterIndex, Timestamp x, TimeZone tz) throws SQLException {
if (x == null) {
setNull(parameterIndex, MysqlType.TIMESTAMP);
} else {
if (!this.sendFractionalSeconds.getValue()) {
x = TimeUtil.truncateFractionalSeconds(x);
}

this.parameterTypes[parameterIndex - 1 + getParameterIndexOffset()] = MysqlType.TIMESTAMP;

if (this.tsdf == null) {
this.tsdf = new SimpleDateFormat("''yyyy-MM-dd HH:mm:ss", Locale.US);
}

this.tsdf.setTimeZone(tz);

StringBuffer buf = new StringBuffer();
buf.append(this.tsdf.format(x));
if (this.session.serverSupportsFracSecs()) {
buf.append('.');
buf.append(TimeUtil.formatNanos(x.getNanos(), true));
}
buf.append('\'');

setInternal(parameterIndex, buf.toString());
}
}

原来 Timestamp 被转换为会话时区的时间字符串了。问题到此已然明晰：

JDBC 误认为会话时区在 CST-5

JBDC 把 Timestamp+0 转为 CST-5 的 String-5

MySQL 认为会话时区在 CST+8，将 String-5 转为 Timestamp-13

最终结果相差 13 个小时！如果处在冬令时还会相差 14 个小时！

解决方案

解决办法也很简单，明确指定 MySQL 数据库的时区，不使用引发误解的 
CST
：

mysql> set global time_zone = '+08:00';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set time_zone = '+08:00';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

或者修改 
my.cnf
文件，在 
[mysqld]
节下增加 
default-time-zone = '+08:00'
。

修改时区操作影响深远，需要重启 MySQL 服务器，建议在维护时间进行。
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标签：  Java JDBC MySQL TimeZone
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