最近一直在负责公司内部框架的升级工作，今天对一个小问题进行了重新思考——时间的处理。具体来说，是如何有效地进行时间的处理以提供对跨时区的支持。对于一个分布式的应用来说，倘若客户端和服务端部署与不同的地区，在对时间进行处理的时候，就需要考虑时区的问题。以我们现在的一个项目为例，这是一个为澳大利亚某机构开发的一个基于Smart Client应用（Windows Form客户端），服务器部署于墨尔本，应用的最终用户可能需要跨越不同的州。澳洲地广人稀，不同的州也有可能会跨越不同的时区。假设数据库并不支持对时区的区分，服务端需要对针对客户端所在的时区对时间进行相应的处理。不过，对该问题解决方案的介绍我会放在后续的文章中，在这里我们先来介绍一些基础性的内容——谈谈我们熟悉的System.DateTime类型。
一、你是否知道System.DateTimeKind？
System.DateTime类型，我们再熟悉不过。顺便说一下，这个类型不是class，而是一个struct，换言之它是值类型，而不是引用类型。DateTime处理包含我们熟悉的年、月、日、时、分、秒和毫秒等基本属性之外，还具有一个重要的表示时间类型（Kind）的属性：Kind。该属性的类型为System.DateTimeKind枚举。DateTimeKind定义如下，它具有三个枚举值：Unspecified、Utc和Local。后两个分别表示UTC（格林威治时间）和本地时间。Unspecified顾名思义，就是尚未指定具体类型，这是默认值。
1: [Serializable, ComVisible(true)] 2: public enum DateTimeKind 3: { 4: Unspecified, 5: Utc, 6: Local 7: }
在DateTime类型中，表示时间类型的Kind属性是只读的，只能在构造函数中指定。相关构造函数和Kind属性的定义如下面的代码片断所示：
1: [Serializable] 2: public struct DateTime 3: { 4: //Others... 5: public DateTimeKind Kind { get; } 6: 7: public DateTime(int year, int month, int day, int hour, int minute, int second, DateTimeKind kind); 8: public DateTime(int year, int month, int day, int hour, int minute, int second, int millisecond, DateTimeKind kind); 9: public DateTime(int year, int month, int day, int hour, int minute, int second, int millisecond, Calendar calendar, DateTimeKind kind); 10: }
虽然，Kind属性是只读的，但是我们还用另外一中设定Kind的方式，那就是调用DateTime的静态方法的SpecifyKind。该方法不会真正去修改一个现有DateTime对象的Kind属性，而是会重新创建一个新的DateTime对象。方法返回的对象具有和指定时间相同的基本属性（年、月、日、时、分、秒和毫秒），该DateTime对象具有你指定的DateTimeKind值。
1: public struct DateTime 2: { 3: //Others... 4: public static DateTime SpecifyKind(DateTime value, DateTimeKind kind); 5: } 二、几个常用DateTime对象的DateTimeKind
处理直接通过构造函数构建DateTime对象之外，我们还经常用到DateTime的几个静态只读属性去获取一些特殊的时间，比如Now、UtcNow、MinValue和MaxValue等，那么这些DateTime对象的DateTimeKind又是什么呢？
当我们通过构造函数创建一个DateTime对象的时候，Kind默认为DateTimeKind.Unspecified。 DateTime.Now表示当前系统时间，Kind属性值为DateTimeKind.Local，所以DateTime.Now应该是DateTime.LocalNow； 而DateTime.UtcNow返回以UTC表示的当前时间，
毫无疑问，Kind属性自然是DateTimeKind.Utc; DateTime.MinValue和DateTime.MaxValue表示的DateTime所能表示的最大范围，它们的Kind属性为DateTimeKind.Unspecified。
上面列表对几个常用DateTime对象Kind属性的描述可以通过下面的程序来证实：
1: DateTime endOfTheWorld = new DateTime(2012, 12, 21); 2: Console.WriteLine("endOfTheWorld.Kind = {0}", endOfTheWorld.Kind); 3: Console.WriteLine("DateTime.SpecifyKind(endOfTheWorld, DateTimeKind.Utc).Kind = {0}", 4: DateTime.SpecifyKind(endOfTheWorld, DateTimeKind.Utc).Kind); 5: Console.WriteLine("endOfTheWorld.Kind = {0}", endOfTheWorld.Kind); 6: Console.WriteLine("DateTime.Now.Kind = {0}", DateTime.Now.Kind); 7: Console.WriteLine("DateTime.UtcNow.Kind = {0}", DateTime.UtcNow.Kind); 8: Console.WriteLine("DateTime.MinValue.Kind = {0}", DateTime.MinValue.Kind); 9: Console.WriteLine("DateTime.MaxValue.Kind = {0}", DateTime.MaxValue.Kind);
输出结果：
1: endOfTheWorld.Kind = Unspecified 2: DateTime.SpecifyKind(endOfTheWorld, Dat 3: endOfTheWorld.Kind = Unspecified 4: DateTime.Now.Kind = Local 5: DateTime.UtcNow.Kind = Utc 6: DateTime.MinValue.Kind = Unspecified 7: DateTime.MaxValue.Kind = Unspecified 三、DateTime的对等性问题
接下来，我们来谈谈另外一个比较有意思的问题——两个DateTime对象对等性。在这之前，我首先提出这样一个问题：“如果两个DateTime对象相等，是否意味着它们表示同一个时间点？”我想有人会认为是。但是答案是“不一定”，我们可以举一个反例。在下面的程序中，我创建了三个DateTime对象，年、月、日、时、分、秒均是相同的，但Kind分分别指定为DateTimeKind.Local、DateTimeKind.Unspecified和DateTimeKind.Utc。
1: DateTime endOfTheWorld1 = new DateTime(2012, 12, 21, 0, 0, 0, DateTimeKind.Local); 2: DateTime endOfTheWorld2 = new DateTime(2012, 12, 21, 0, 0, 0, DateTimeKind.Unspecified); 3: DateTime endOfTheWorld3 = new DateTime(2012, 12, 21, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc); 4: 5: Console.WriteLine("endOfTheWorld1 == endOfTheWorld2 = {0}", endOfTheWorld1 == endOfTheWorld2); 6: Console.WriteLine("endOfTheWorld2 == endOfTheWorld3 = {0}", endOfTheWorld2 == endOfTheWorld3);
由于我们处于东8区，基于DateTimeKind.Local的endOfTheWorld1和基于DateTimeKind.Utc的endOfTheWorld3，不可能表示的是同一个时刻。但是从下面的输出结果来看，它们却是“相等的”，不但如此，Kind为Unspecified的endOfTheWorld2也和这两个时间对象相等。
1: endOfTheWorld1 == endOfTheWorld2 = True 2: endOfTheWorld2 == endOfTheWorld3 = True
由此可见，DateTimeKind对等性判断和DateTimeKind无关，那么在内部是如何进行判断的呢？要回答这个问题，这就要谈谈DateTime另外一个重要的属性——Ticks了。该属性定义如下，是DateTime的只读属性，类型为长整型，表示该DateTime对象通过日期和时间体现出来的计时周期数。每个计时周期表示一百纳秒，即一千万分之一秒。1 毫秒内有 10,000 个计时周期。此属性的值表示自公元元年（ 0001 年） 1 月 1 日午夜 12:00:00（表示 DateTime.MinValue）以来经过的以100 纳秒为间隔的间隔数。
1: public struct DateTime 2: { 3: //Others... 4: public long Ticks { get; } 5: }
注意，这里的基准时间0001 年 1 月 1 日午夜 12:00:00，并没有说是一定是UTC时间，所以Ticks和DateTimeKind无关，这里通过下面的实例看出来：
1: DateTime endOfTheWorld1 = new DateTime(2012, 12, 21, 0, 0, 0, DateTimeKind.Local); 2: DateTime endOfTheWorld2 = new DateTime(2012, 12, 21, 0, 0, 0, DateTimeKind.Unspecified); 3: DateTime endOfTheWorld3 = new DateTime(2012, 12, 21, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc); 4: 5: Console.WriteLine("endOfTheWorld1.Ticks = {0}", endOfTheWorld1.Ticks); 6: Console.WriteLine("endOfTheWorld2.Ticks = {0}", endOfTheWorld2.Ticks); 7: Console.WriteLine("endOfTheWorld3.Ticks = {0}", endOfTheWorld3.Ticks);
从下面的输出结果我们不难看出，上面创建的具有不同DateTimeKind的三个DateTime的Ticks属性的值都是相等的。实际上，DateTime的对等性判断就是通过Ticks的大小来判断的。
1: endOfTheWorld1.Ticks = 634917312000000000 2: endOfTheWorld2.Ticks = 634917312000000000 3: endOfTheWorld3.Ticks = 634917312000000000
我们经常说的UTC时间和本地时间之间的相互转化，实际上指的就是将一个具有某种DateTimeKind的DateTime对象转化成具有另外一种DateTimeKind的DateTime对象，并且确保两个DateTime对象对象表示相同的时间点。关于时间转换的实现，我们有很多不同的选择。
四、通过DateTime类型的ToLocalTime和ToUniversalTime方法实现UTC和Local的转换
对基于三种不同DateTimeKind的DateTime对象之间的转化，最方便的就是直接采用DateTime类型的两个对应的方法：ToLocalTime和ToUniversalTime，这两个方法的定义如下。
1: public struct DateTime 2: { 3: //Others... 4: public DateTime ToLocalTime(); 5: public DateTime ToUniversalTime(); 6: }
实际上我们所说的不同DateTimeKind之间的DateTime之间的转化主要包括两个方面：将一个DateTimeKind.Local（或者DateTimeKind.Unspecified）时间转换成DateTimeKind.Utc时间，或者将DateTimeKind.Utc（或者DateTimeKind.Unspecifed时间）转换成DateTimeKind.Local时间。为了深刻地理解两种不同转换采用的转化规则，我写了如下一段程序：
1: DateTime endOfTheWorld1 = new DateTime(2012, 12, 21, 0, 0, 0, DateTimeKind.Local); 2: DateTime endOfTheWorld2 = new DateTime(2012, 12, 21, 0, 0, 0, DateTimeKind.Unspecified); 3: DateTime endOfTheWorld3 = new DateTime(2012, 12, 21, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc); 4: 5: Console.WriteLine("endOfTheWorld1.ToLocalTime() = {0}",endOfTheWorld1.ToLocalTime()); 6: Console.WriteLine("endOfTheWorld2.ToLocalTime() = {0}", endOfTheWorld2.ToLocalTime()); 7: Console.WriteLine("endOfTheWorld3.ToLocalTime() = {0}\n", endOfTheWorld3.ToLocalTime()); 8: 9: Console.WriteLine("endOfTheWorld1.ToUniversalTime() = {0}", endOfTheWorld1.ToUniversalTime()); 10: Console.WriteLine("endOfTheWorld2.ToUniversalTime() = {0}", endOfTheWorld2.ToUniversalTime()); 11: Console.WriteLine("endOfTheWorld3.ToUniversalTime() = {0}", endOfTheWorld3.ToUniversalTime());
对于DataTimeKind为Utc和Local之间的转化，没有什么可以说得，就是一个基于时差的换算而已。大家容易忽视的是DataTimeKind.Unspecifed时间分别向其他两种DateTimeKind时间的转换问题。从下面的输出我们可以看出，当DateTimeKind.Unspecifed时间向DateTimeKind.Local转换的时候，实际上是当成DateTimeKind.Utc时间；而向DateTimeKind.Utc转换的时候，则当成是DateTimeKind.Local。顺便补充一下：不论被转换的时间属于怎么的DateTimeKind，调用ToLocalTime和ToUniversalTime方法的返回的时间的Kind属性总是DateTimeKind.Local和DateTimeKind.Utc，两者之间的转换并不只是年月日和时分秒的改变。
1: endOfTheWorld1.ToLocalTime() = 12/21/2012 12:00:00 AM 2: endOfTheWorld2.ToLocalTime() = 12/21/2012 8:00:00 AM 3: endOfTheWorld3.ToLocalTime() = 12/21/2012 8:00:00 AM 4: 5: endOfTheWorld1.ToUniversalTime() = 12/21/2012 4:00:00 PM 6: endOfTheWorld2.ToUniversalTime() = 12/21/2012 4:00:00 PM 7: endOfTheWorld3.ToUniversalTime() = 12/21/2012 12:00:00 AM 五、通过TimeZoneInfo实现Utc和Local的转换
上面提供的方式虽然简单，但是功能上确有局限，因为转换的过程是基于本机当前的时区。这解决不了我在开篇介绍的应用场景：服务端根据访问者所在的时区（而不是本机的时区）进行时间的转换。换句话说，我们需要能够基于任意时区的时间转换方式，这就可以通过System.TimeZoneInfo。
TimeZoneInfo实际上对原来System.TimeZone类型的一个改进。它是一个可序列化的类型（这一点在分布式场景中进行基于时区的时间处理实现非常重要），表示具体某个时区的信息。它提供了一系列静态方法供我们对某个DateTime对象进行基于指定TimeZoneInfo的时间转换，在这我们介绍我们常用的2个：ConvertTimeFromUtc和ConvertTimeToUtc。前者将一个DateTimeKind.Utc或者Unspecified的DateTime时间转换成基于指定时区的DateTimeKind.Local时间；后者则将一个基于指定时区的DateTimeKind.Local或者DateTimeKind.Unspecified时间象转化成一DateTimeKind.Utc时间。此外，TimeZoneInfo还提供了两个静态属性Local和Utc表示本地时区和格林威治时区。
1: [Serializable] 2: public sealed class TimeZoneInfo : IEquatable<TimeZoneInfo>, ISerializable, IDeserializationCallback 3: { 4: //Others... 5: public static DateTime ConvertTimeFromUtc(DateTime dateTime, TimeZoneInfo destinationTimeZone); 6: public static DateTime ConvertTimeToUtc(DateTime dateTime, TimeZoneInfo sourceTimeZone); 7: 8: public static TimeZoneInfo Local { get; } 9: public static TimeZoneInfo Utc { get; } 10: }
我们照例来做个试验。还是刚才创建的三个DateTime对象，现在我们分别调用ConvertTimeFromUtc将DateTimeKind.Utc或者DateTimeKind.Unspecified时间转换成DateTimeKind.Local时间；然后将调用ConvertTimeToUtc将DateTimeKind.Local或者DateTimeKind.Unspecified时间转换成DateTimeKind.Utc时间。