时间处理基础：Rust 的 chrono 库教程

在开发过程中，我们经常有对时间和日期处理的需求。不论是日历应用、日程安排、还是时间戳记录，准确的时间数据处理都是必不可少的。Rust 社区提供的 chrono 库以其强大的功能和灵活的接口，在 Rust 开发者中广受欢迎。本文将简单介绍 chrono 库，展示如何利用它来精确处理和转换时间和日期，帮助你在任何 Rust 项目中都能高效地管理时间。

版本

• chrono: 0.4.38

结论先行

chrono 各种时间类型转换图

时间相关概念

概念	理解
UNIX 时间戳（UNIX Timestamp）	也称为 POSIX 时间或 Epoch 时间，是自 1970 年 1 月 1 日（UTC 时区）以来经过的秒数，不计入闰秒。这是一种非常通用的时间表示方法，在编程中广泛使用，因为它可以简化时间差的计算。
UTC（协调世界时）	全称为协调世界时（Coordinated Universal Time），是目前国际上广泛采用的时间标准。它基本上与格林威治平均时（GMT）相同，但在技术上更加精确，因为它使用原子钟来保持时间准确。世界各地的时间都是以 UTC 为基础，加上或减去一定的小时数来定义的。
时区（Time Zone）	时区是地球上划分的标准时间区域。由于地球自西向东旋转，每向东移动一定角度，当地的太阳时间就会相应地提前。世界被分成了 24 个时区，每个时区通常相差一小时。时区允许地区内的人们能在大致相同的时间内，经历类似的日夜更替模式。
UTC+8	UTC+8 是 UTC 时间加上 8 小时的时间区。中国大陆就是位于这个时区。例如，当 UTC 时间为 00:00 时，UTC+8 的时间就是 08:00。

chrono 关键类型

类型	含义	适用场景
DateTime<Tz>	一个带有时区的日期和时间类型，其中 Tz 是实现了 TimeZone 特质的类型，如 Utc 和 Local 。这意味着 DateTime 考虑了时区的影响，可以表示全球任意地点的精确时间。	广泛用于需要考虑时区转换的场景，如存储用户的本地时间或在不同地区之间转换时间。
NaiveDateTime	一个“天真的”日期和时间，即不包含任何时区信息的日期和时间。这种类型仅仅表示一个日历日期和一天中的时间，而没有任何关于地理或政治时区的数据。	对于一些时区不重要的场景非常有用，比如记录电影的发行日期或历史事件的日期。
NaiveDate	仅表示一个日历日期，不包括时间或时区信息。	它用于处理只需要日期而不关心具体时间的场景，如生日、节日等。
NaiveTime	是一个只表示一天中时间的类型，它不包含日期或时区信息。	这个类型适用于需要处理具体某个时间点（如开会时间、日常活动的开始时间）但不需要日期数据的情景。

chrono 时区类型

chrono 支持多种时区类型，方便进行全球时间的转换和计算：

• Utc: 用于处理协调世界时。
• Local: 代表服务器或用户的本地时区。
• FixedOffset: 允许定义任意的小时和分钟偏移量，适合固定偏移的时间计算。

常用功能

获取当前时间

let local_datetime: DateTime<Local> = Local::now();
let utc_datetime: DateTime<Utc> = Utc::now();

DateTime 转 String

println!("{}", local_datetime.to_rfc2822()); // Sun, 12 May 2024 00:15:55 +0800
println!("{}", local_datetime.to_rfc3339()); // 2024-05-12T00:15:55.325058+08:00
println!("{}", local_datetime.to_string()); // 2024-05-12 00:15:55.325058 +08:00
println!("{}", local_datetime.format("%Y-%m-%d %H:%M:%S")) // 2024-05-12 00:15:55

String 转 DateTime

字符串带时区信息，使用 DateTime::parse_from_str(s, f)。

let format_withzone = "%Y-%m-%d %H:%M:%S %z";
let datetime_withzone_str = "2024-01-01 00:00:00 +08:00";
let local_datetime =
    DateTime::parse_from_str(&datetime_withzone_str, &format_withzone).unwrap();

字符串无时区信息，使用 NaiveDateTime::parse_from_str(s, f)。

let format = "%Y-%m-%d %H:%M:%S";
let datetime_str = "2024-01-01 00:00:00";
let local_datetime = NaiveDateTime::parse_from_str(&datetime_str, &format)
    .unwrap()
    .and_local_timezone(Local) // 转为带时区的 DateTime
    .unwrap();

DateTime 转 timestamp

let local_datetime = Local::now();
println!("seconds: {}", local_datetime.timestamp()); // 1715444324
println!("millis: {}", local_datetime.timestamp_millis()); // 1715444338610
println!("micros: {}", local_datetime.timestamp_micros()); // 1715444338610873
println!("nacos: {}", local_datetime.timestamp_nanos_opt().unwrap()); // 1715444338610873000

timestamp 转 DateTime

let utc_datetime: DateTime<Utc> = DateTime::from_timestamp(1704139200, 0).unwrap(); // 默认是 Utc
let local_datetime: DateTime<Local> = DateTime::from_timestamp(1704139200, 0).unwrap().into(); // 使用 into() 转为 Local

时区转换

use chrono::{DateTime, FixedOffset, Utc};

fn main() {
    let utc_date_time: DateTime<Utc> = Utc::now();
    let fixed_offset = FixedOffset::east(8 * 3600); // 转为 utc+8 东八区
    let local_date_time = utc_date_time.with_timezone(&fixed_offset);
    println!("Local time in UTC+8: {}", local_date_time);
}

时间计算

时间加减：

use chrono::{Duration, Local};

let now = Local::now();
let yesterday = now - Duration::hours(24);

chrono time duration methods

时间间隔：

use chrono::{Duration, Local};

let now = Local::now();
let yesterday = now - Duration::hours(24);
let hour_interval = (now - yesterday).num_hours();

chrono time interval methods

总结

通过本文的详细介绍和实用示例，我们了解了如何使用 Rust 的 chrono 库来精确处理时间和日期。chrono 不仅支持复杂的时区计算和全球时间管理，还提供了方便的日期时间解析和格式化工具，以及灵活的时间运算功能。掌握了这些技能后，你将能够在任何需要精确时间数据处理的 Rust 应用中，提供稳定和高效的解决方案。

时间是每个程序的基石，而 chrono 就是那把能够操纵时间的魔杖。

希望本文能对你有帮助，peace! enjoy coding~

参考：

• chrono crate
• rust-working-with-date-and-time

作图：

• https://excalidraw.com/