Spring 微服务：处理时区和日期本地化

介绍

在当今的全球化世界中，开发满足不同地理区域的广泛用户的应用程序不再是可选的，而是必要的。这涉及处理不同的时区、日期格式，甚至特定于语言的符号。Spring 微服务为管理这些复杂性提供了坚实的基础。在这篇文章中，我们将深入研究 Spring 微服务如何帮助处理时区和日期本地化。

微服务中时区的挑战

微服务和分布式架构的日益普及使得开发人员必须应对处理不同时区所带来的复杂性。随着我们深入研究全球应用时代，我们会发现管理和解释跨不同区域的时间数据不仅是一件好事，而且是必要的。

分布式系统和时区复杂性

当我们谈论微服务时，我们通常会想到一组小型的独立服务，它们协作形成更复杂的应用程序。由于靠近最终用户、监管限制或基础设施成本等原因，这些服务可以而且经常部署在不同的地理位置。

让我们考虑一个现实场景：一个全球电子商务平台。伦敦的用户可以在格林威治标准时间下午 3 点下订单。此订单可能会触发新加坡数据中心托管的库存验证微服务。同时，可能会激活纽约托管的通知服务以通知仓库团队。这个简单的交易跨越了三个不同的时区。

那么，挑战是什么？

1. 数据完整性： 如果管理不正确，订单处理时间可能会出现差异，从而导致潜在的业务损失。系统可能会错误地将订单解释为新加坡的第二天，甚至纽约的前一天。
2. 用户体验： 从用户的角度来看，他们期望获得无缝的体验。当他们收到通知或更新时，他们不必在心里计算时差。对于他们来说，订单是在下午 3 点下的，所有系统交互都应该反映这一点。
3. 服务协调： 微服务本质上是独立运行的。如果一项服务以非标准格式或时区向另一项服务发送日期时间信息，则可能会导致混乱。跨服务传输时间数据的方式需要统一。

UTC 的重要性

协调世界时 (UTC) 在这个错综复杂的时区网络中成为了超级英雄。但为什么 UTC 如此重要？

1. 统一标准： UTC 提供一致的参考点。它不受夏令时 (DST) 调整或当地时区特殊性的影响。
2. 简化： 虽然微服务的内部操作可以保留在 UTC 中，但面向用户的功能可以将其转换为用户的本地时区。这种分离确保了核心业务逻辑不受无数时区挑战的影响。
3. 全球同步： 对于全球系统，尤其是那些需要高水平同步的系统，例如金融交易平台或航班预订系统，以 UTC 运行可确保交易时间不存在歧义，无论交易在何处发起或处理。

时区数据存储和检索

存储日期时间数据时，您采用的策略在管理时区方面发挥着关键作用：

1. 数据库时区设置： 许多数据库都有时区设置。确保将这些设置配置为使用 UTC 至关重要。如果保留默认设置，某些数据库可能会使用服务器的时区，从而导致潜在的混乱和误解。
2. 用户配置文件时区： 始终在用户配置文件中维护时区字段。这种做法允许在需要时转换和呈现用户本地时区的数据。当用户旅行时它也很有帮助；他们可以调整他们的个人资料以反映他们当前的时区。
3. 服务到服务通信： 当一个微服务与另一个微服务通信时，请始终发送 UTC 格式的日期时间数据。此方法可确保无论服务托管在何处或其本地设置，时间数据都保持一致。

使用 Spring 本地化日期

日期本地化不仅仅是调整时区，还涉及以符合用户文化和区域期望的方式呈现日期和时间数据。不同的地区有不同的日期格式、周开始日，甚至不同的日历系统。Spring 框架提供了一套工具来使日期本地化变得简单。

了解语言环境的重要性

区域设置代表特定的地理、政治或文化区域。它不仅规定了语言首选项，还规定了日期、时间、数字和货币格式。在日期上下文中，差异可以简单到日期格式是"MM/dd/yyyy"还是"dd/MM/yyyy"。

Spring 的核心模块提供了对国际化 (i18n) 和本地化 (l10n) 的支持，包括日期、时间和消息的表示。

使用 Spring 设置语言环境上下文

SpringLocaleContextHolder允许您检索甚至更改当前区域设置。

import org.springframework.context.i18n.LocaleContextHolder; 

// ...

Locale currentLocale  = LocaleContextHolder.getLocale();

在 Spring 中可以通过多种方式确定区域设置：

1. 显式用户设置： 可能允许用户在其配置文件设置中设置其区域设置首选项。然后可以存储该区域设置信息并将其用于所有特定于用户的操作。
2. 浏览器/客户端设置： HTTP 请求中的标Accept-Language头可用于推断用户的区域设置。
3. 默认系统区域设置： 如果未确定特定区域设置，则可以使用系统的默认区域设置。

使用用户区域设置格式化日期

确定用户的区域设置后，您现在可以设置日期格式以符合用户的期望。

import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.time.LocalDateTime;

// ...

DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("long", currentLocale);
String formattedDate = LocalDateTime.now().format(formatter);

在这里，我们使用"长"样式进行日期格式设置，这可能会在美国产生"2023 年 1 月 15 日"等输出，但在欧洲许多地区会产生"2023 年 1 月 15 日"等输出。

消息源和日期模式

SpringMessageSource是一个强大的国际化机制。它也可用于日期模式。考虑对不同的区域设置使用不同的日期模式：

# messages_en_US.properties
date.pattern=MM/dd/yyyy

# messages_en_GB.properties
date.pattern=dd/MM/yyyy

import org.springframework.context.MessageSource;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.time.LocalDate;

// ...

@Autowired
MessageSource messageSource;

// ...

String pattern = messageSource.getMessage("date.pattern", null, currentLocale);
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern(pattern);
String formattedDate = LocalDate.now().format(formatter);

在上面的示例中，根据用户的区域设置提取日期模式，然后用于格式化。

处理非公历

Spring 还提供对非公历的支持，例如日本或泰国佛历。如果您的应用程序面向主要使用非公历的区域，则必须确保日期进行相应的本地化。

使用 Spring Boot 处理时区

管理时区是构建健壮的、全球可访问的应用程序的一个关键方面。Spring Boot 是 Spring 框架的扩展，通过提供内置解决方案和简化的配置，简化了与时区管理相关的许多复杂性。

为什么时区管理很重要

在深入讨论解决方案之前，我们先简要讨论一下时区管理的重要性：

1. 用户体验： 确保用户看到当地时区的日期和时间可以增强用户体验，使您的应用程序直观且用户友好。
2. 数据完整性： 正确的时区处理可保证基于时间的数据的完整性，确保其在不同地理位置之间保持一致和准确。
3. 业务逻辑： 许多业务操作都是时间敏感的。准确的时区处理可确保计划任务、提醒或促销等操作在预期时刻触发。

Java 8 的日期和时间 API

Java 8 在该包下引入了新的日期和时间 API java.time，它带来了一组全面的、不可变的用于日期和时间操作的类。使用像ZoneId和 之类的类ZonedDateTime，处理时区变得简单。

存储日期：UTC 方式

在应用程序中使用日期时的最佳实践是以标准化格式存储它们，通常采用协调世界时 (UTC)。

使用 Java 的Instant类，捕获 UTC 中的当前时刻变得微不足道：

import java.time.Instant;

// ...

Instant now = Instant.now();

将其保存到数据库时，它将代表 UTC 中的当前时刻，以确保一致性。

使用 Spring Boot 调整本地时区

以 UTC 格式存储日期后，通常需要将它们转换为本地时区以呈现给用户。使用该类ZoneId可以简化这一点：

import java.time.ZoneId;
import java.time.ZonedDateTime;

// ...

ZoneId userZoneId = ZoneId.of("Europe/London"); // Example
ZonedDateTime userLocalTime = now.atZone(userZoneId);

您可以通过多种方式确定用户的时区，包括：

• 来自用户的个人资料设置。
• 从用户的 IP 地址推断。
• 使用浏览器或设备设置。

在 Spring Boot 中配置默认​时区

虽然建议以 UTC 格式存储日期，但有时您可能需要为 Spring Boot 应用程序设置默认时区，特别是在与遗留系统或第三方 API 集成时。

您可以在启动时设置 JVM 的默认时区：

java -Duser.timezone=UTC -jar your-spring-boot-app.jar

或者，您可以使用以下方式以编程方式设置它：

spring.jpa.properties.hibernate.jdbc.time_zone = UTC

请务必注意，更改 JVM 的默认时区会影响应用程序中的所有日期和时间操作。因此，通常最好显式处理时区，而不是依赖默认值。

Hibernate 和 JDBC 时区设置

如果您将 Spring Boot 与 JPA 和 Hibernate 结合使用，确保 Hibernate 处理 UTC 格式的日期和时间值至关重要。将以下属性添加到您的application.properties或application.yml：

spring.jpa.properties.hibernate.jdbc.time_zone = UTC

此配置可确保 Hibernate 使用 UTC 进行所有日期时间操作。

构建时区感知微服务的技巧

构建时区感知的微服务对于全球应用程序确保一致性、可靠性和良好的用户体验至关重要。让我们探讨一些实现这一目标的最佳实践和技巧：

始终在内部使用 UTC

• UTC 标准化： 确保所有微服务都使用协调世界时 (UTC) 作为标准。它提供了一致的基线，使得在必要时更容易转换为任何本地时区。
• 业务逻辑避免使用本地时间： 业务逻辑永远不应该基于服务器的本地时间，因为服务器位置可能会发生变化，或者相同的服务可能会在不同的时区运行。

在通信中包含时区信息

• 显式声明时区： 当微服务通信日期时间数据时，始终包含时区信息。它消除了歧义。例如，不要发送"2023--10--14 16:00"，而是发送"2023--10--14T16:00:00Z"（"Z"表示 UTC）。
• 使用 ISO 8601 格式： 这种国际公认的日期和时间格式可确保清晰度。它既易于人类阅读，又易于以编程方式解析。

小心夏令时 (DST)

• 避免假设： 切勿假设 UTC 和本地时区之间的偏移量是恒定的。由于夏令时的原因，它可能会发生变化。
• 利用库： 使用已建立的库，例如 Java 的java.time包或 Joda-Time，它们嵌入了 DST 规则。

用户配置文件应存储时区

• 存储用户时区： 用户配置文件中始终有一个时区字段。这使得为面向用户的应用程序本地化日期和时间信息变得更加容易。
• 允许更新： 用户可能会跨时区移动。允许他们在必要时更新时区设置。

确保正确的数据库配置

• 配置 UTC 数据库： 数据库应配置为以 UTC 格式存储日期。这可以确保数据一致性，特别是在数据库服务器移动或跨不同时区进行复制的情况下。
• 测试数据库时区行为： 不同的数据库以不同的方式处理时区。定期测试以确保您对日期时间存储和检索的假设成立。

跨时区测试

• 自动化时区测试： 您的测试套件应包括模拟跨时区操作的测试。这有助于捕获潜在的与时区相关的错误。
• 模拟现实场景： 模拟跨位于不同时区的微服务的操作。这可以深入了解任何同步或数据完整性问题。

使用标头作为时区上下文

• 时区的 HTTP 标头： 如果您要公开 RESTful API，请考虑使用 HTTP 标头来指定时区上下文。例如，X-User-Timezone可以使用自定义标头来指示用户的时区。
• 默认为 UTC： 如果服务之间的通信中未提供时区，则始终默认为 UTC 以保持一致性。

结论

在 Spring 微服务中处理时区和日期本地化需要仔细考虑。通过遵循最佳实践（例如以 UTC 格式存储日期并利用 Java 的新日期和时间 API），您可以构建强大的、时区感知的应用程序。Spring 提供了丰富的工具来简化这项任务，使开发人员能够创建真正的全局应用程序。