在H2数据库中正确存储LocalDateTime

本文旨在指导开发者如何在H2数据库中正确存储`LocalDateTime`实例，避免因时区差异导致的数据偏差问题。通过分析H2数据库在不同时区下的`TIMESTAMP`类型存储行为，提供最佳实践建议，确保时间数据的准确性和一致性。重点介绍如何规避H2数据库潜在的时区处理问题，并提供示例代码进行演示。

在使用H2数据库存储日期和时间数据时，开发者可能会遇到TIMESTAMP类型在不同时区下表现不一致的问题，尤其是在涉及到夏令时（Daylight Saving Time, DST）的地区。以下将详细探讨如何规避这类问题，确保数据的准确性。

理解问题根源

H2数据库的TIMESTAMP类型在存储时，会受到Java虚拟机（JVM）的user.timezone参数的影响。这意味着，如果在不同的时区环境下启动H2控制台，并插入相同的时间数据，读取时可能会出现时差。例如，在America/Toronto时区插入的数据，在UTC时区读取时，可能会因为夏令时的影响而产生1小时的差异。

重现问题步骤

以下步骤可以帮助开发者重现该问题：

1. 准备H2数据库: 确保你已经下载了 h2-1.4.196.jar 或更高版本的H2数据库驱动。

2. 启动H2控制台（America/Toronto时区）: 使用以下命令启动H2控制台，并设置JVM的时区为America/Toronto：

   java -Duser.timezone=America/Toronto -cp h2*.jar org.h2.tools.Console

3. 连接数据库: 使用以下JDBC URL连接到H2数据库。请注意，MV_STORE=FALSE 和 MVCC=FALSE 参数可能与此问题相关：

   jdbc:h2:~/mydb;DATABASE_TO_UPPER=FALSE;DB_CLOSE_DELAY=-1;LOCK_TIMEOUT=60000;CACHE_SIZE=16384;AUTO_SERVER=TRUE;MV_STORE=FALSE;MVCC=FALSE

4. 创建表: 创建一个包含TIMESTAMP类型字段的表：

   CREATE TABLE foo (
      time TIMESTAMP NULL
   );

5. 插入数据: 插入两条数据，分别代表夏令时生效前后：

   INSERT INTO foo VALUES (TIMESTAMP '2021-05-01 00:00:00.0');
   INSERT INTO foo VALUES (TIMESTAMP '2021-01-01 00:00:00.0');

6. 验证数据: 确认数据已成功插入：

   SELECT * FROM foo;

   此时应该看到以下结果：

   time
   2021-05-01 00:00:00.0
   2021-01-01 00:00:00.0

7. 重启H2控制台（UTC时区）: 关闭之前的H2控制台，然后使用以下命令启动，并将JVM时区设置为UTC：

   

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   下载

   java -Duser.timezone=UTC -cp h2*.jar org.h2.tools.Console

8. 再次查询数据: 使用相同的JDBC URL连接数据库，并执行相同的SELECT查询：

   SELECT * FROM foo;

   此时可能会观察到，2021-05-01 00:00:00.0 的值变为 2021-04-30 23:00:00.0，而 2021-01-01 00:00:00.0 的值保持不变。这表明H2数据库在处理TIMESTAMP类型时，受到了时区的影响。

解决方案与最佳实践

为了避免上述问题，以下是一些建议：

1. 使用UTC时间: 始终将时间数据转换为UTC时间进行存储。在应用程序中，可以使用Java 8的java.time API进行转换：

   import java.time.LocalDateTime;
   import java.time.ZoneId;
   import java.time.ZonedDateTime;
   import java.time.Instant;
   
   public class TimeConverter {
       public static Instant toUTC(LocalDateTime localDateTime, String zoneId) {
           ZonedDateTime zonedDateTime = localDateTime.atZone(ZoneId.of(zoneId));
           return zonedDateTime.toInstant();
       }
   
       public static void main(String[] args) {
           LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2021, 5, 1, 0, 0, 0);
           Instant utcInstant = toUTC(localDateTime, "America/Toronto");
           System.out.println("UTC Time: " + utcInstant);
       }
   }

   在数据库中，可以使用TIMESTAMP类型存储UTC时间。读取数据时，再根据需要将其转换为目标时区的时间。

2. 使用TIMESTAMP WITH TIME ZONE类型 (如果H2支持): 某些数据库系统提供了 TIMESTAMP WITH TIME ZONE 类型，可以存储时区信息。如果H2数据库支持此类型，可以考虑使用它。但是，根据H2的文档，其 TIMESTAMP 类型的行为更像是 TIMESTAMP WITHOUT TIME ZONE，因此需要谨慎使用。

3. 显式指定时区: 在插入和读取数据时，显式指定时区，避免依赖JVM的默认时区。

4. 考虑使用BIGINT存储时间戳: 将时间戳存储为自Epoch以来的毫秒数（BIGINT类型）。这种方法避免了时区问题，因为时间戳是与时区无关的。

   import java.time.LocalDateTime;
   import java.time.ZoneId;
   import java.time.ZonedDateTime;
   
   public class TimestampConverter {
       public static long toEpochMillis(LocalDateTime localDateTime, String zoneId) {
           ZonedDateTime zonedDateTime = localDateTime.atZone(ZoneId.of(zoneId));
           return zonedDateTime.toInstant().toEpochMilli();
       }
   
       public static void main(String[] args) {
           LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.of(2021, 5, 1, 0, 0, 0);
           long epochMillis = toEpochMillis(localDateTime, "America/Toronto");
           System.out.println("Epoch Milliseconds: " + epochMillis);
       }
   }

   在数据库中创建BIGINT字段:

   CREATE TABLE foo (
       time BIGINT NULL
   );
   
   -- 插入数据（示例值）
   INSERT INTO foo VALUES (1619836800000); -- 2021-05-01 00:00:00 America/Toronto 的毫秒数

   从数据库读取后，可以使用Java代码将其转换回LocalDateTime:

   import java.time.Instant;
   import java.time.LocalDateTime;
   import java.time.ZoneId;
   
   public class TimestampConverter {
       public static LocalDateTime fromEpochMillis(long epochMillis, String zoneId) {
           Instant instant = Instant.ofEpochMilli(epochMillis);
           return LocalDateTime.ofInstant(instant, ZoneId.of(zoneId));
       }
   
       public static void main(String[] args) {
           long epochMillis = 1619836800000L; // 示例值
           LocalDateTime localDateTime = fromEpochMillis(epochMillis, "America/Toronto");
           System.out.println("LocalDateTime: " + localDateTime);
       }
   }

总结

在H2数据库中存储LocalDateTime实例时，需要特别注意时区的影响。推荐使用UTC时间或BIGINT存储时间戳，并在应用程序中进行时区转换，以确保数据的准确性和一致性。 始终测试你的代码在不同时区下的行为，以避免潜在的问题。