摘要：我们深入了解一下通用时区数据库的组织规则，以及时区和夏令时到底是如何维护的，GaussDB(DWS)中又是如何使用的。
本文分享自华为云社区《你应该知道的时区知识之通用时区数据库》，原文作者：leapdb 。
1. 背景介绍
接下来，我们深入了解一下通用时区数据库的组织规则，以及时区和夏令时到底是如何维护的，GaussDB(DWS)中又是如何使用的。
2. 通用时区数据库介绍
各地的时区和夏令时规则由各自的政府独立管理，他们经常在有限的通知下进行变更。而且他们历史数据和未来计划也只是断断续续的记录下来。通用时区数据库试图组织和整理这一领域相关的数据。
时区数据库，通常称为 tz, tzdata 或 zoneinfo，是一组包含大量代码和数据用来表示全球许多有代表性的地点的本地时间的历史信息，他会根据各个政体对时区边界和夏令时规则的改变而不定期的更新。数据库中每一个条目都代表这自1970年以来被广泛认可的民用时钟的时区信息。该数据库被很多项目引用，比如：the GNU C Library (used in GNU/Linux), Android, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, Chromium OS, Cygwin, MariaDB, MINIX, MySQL, webOS, AIX, BlackBerry 10, iOS, macOS, Microsoft Windows, OpenVMS, Oracle Database, 和 Oracle Solaris。GaussDB(DWS)同其它广泛使用的软件产品一样，也是采用了IANA维护的通用时区数据。
该数据库由David Olson创立，由Paul Eggert进行编辑和维护。因而有些地方也将其称作Olson数据库。它的显著特色是由Paul Eggert设计的一套通用时区命名规则，每个时区按照“区域/位置”格式，得到一个独有的名称，例如“America/New_York”。英文地名中的空格用下划线“_”代替，连词符“-”只在英文地名本身包含时使用。时区数据库目前普遍有两个叫法 Olson时区数据库或IANA时区数据库。
奥尔森（Olson）的数据有所变化，部分原因是奥尔森（AD Olson）即将退休，部分原因是针对维护者的版权侵权提起了诉讼（现已撤销）。2011年10月14日，国际互联网名称与名称分配机构（IANA）接管了时区数据库的维护工作。它会定期进行更新以反映各政治实体对时区边界、UTC 差值和夏令时规则的更改。对tz的更新遵循BCP 175流程进行管理。
经常有一些国家变更时区规则，IANA每年都会发布最新的时区数据和解析源码库。IANA提供三种方法对时区数据库的访问：
- https://www.iana.org/time-zones
- ftp://ftp.iana.org/tz/
- rsync://rsync.iana.org/tz/
时区数据库中包含各大洲原始的时区定义的文本文件和解析这些文本文件的代码文件。
2.1 通用时区数据库源码
相关资料：
源码托管地址：https://github.com/eggert/tz
时区数据库的介绍 https://data.iana.org/time-zones/tz-link.html
时区数据库原理及使用 https://data.iana.org/time-zones/theory.html下载方法:
mkdir tzdb
cd tzdb
wget https://www.iana.org/time-zones/repository/tzcode-latest.tar.gz #下载最新解析时区文本定义的代码文件
wget https://www.iana.org/time-zones/repository/tzdata-latest.tar.gz #下载最新时区定义的文本文件
gzip -dc tzcode-latest.tar.gz | tar -xf -
gzip -dc tzdata-latest.tar.gz | tar -xf -
#或者下载代码+数据的完整压缩包
wget https://www.iana.org/time-zones/repository/tzdb-latest.tar.lz #下载代码+数据的完整时区数据库
lzip -dc tzdb-latest.tar.lz | tar -xf -代码结构:
时区数据库中包含的时区定义文件（文本文件）：
africa antarctica asia australasia europe northamerica southamerica
时区数据库中包含的代码文件（用于解析时区定义文件）
asctime.c date.c difftime.c localtime.c strftime.c zdump.c zic.c
安装目录结构：
编译完成后的安装目录结构如下
cd tzdb-2020a
make TOPDIR=$HOME/tzdir install
leap@gaussdb:~> ./sbin/tree -L 3 tzdir/ | more
tzdir/
├── etc
│ └── localtime #本地时区文件
└── usr
├── bin
│ ├── tzselect #设置时区的工具
│ └── zdump #以文本展示某个时区变化历史的工具
├── lib
│ └── libtz.a #解析时区文件的静态库文件
├── sbin
│ └── zic #时区编译器，可将时区定义的文本文件编译成二进制时区文件
└── share
├── man
├── zoneinfo #编译好的各个时区文件
├── zoneinfo-leaps
└── zoneinfo-posix -> zoneinfo
#IANA的时间数据库被the GNU C Library (used in GNU/Linux)采用，因此install后的目录也按linux的系统目录来组织。代码中的zic.c是一个将时区定义的原始文本文件解析成二进制时区文件的工具。如果一个软件产品需要从IANA获取最新时区数据的话，需要同时获取源码和数据，并生成zic解析器将时区数据生成时区文件给软件产品使用。时区文件的解析代码在localtime.c中
2.2 时区原始数据的规则及维护方法
时区数据库的RAW文件，是按照一定的规则组织的文本文件。样例如下：
该规则设计的很科学，能记录时区及夏令时变更的历史信息。使用该通用时区库能自动的转换历史时间，也因此该库被广泛采用。
这里介绍一下莫斯科的时区定义
Zone NAME STDOFF RULES FORMAT [UNTIL]
Zone Europe/Moscow 2:30:17 - LMT 1880
2:30:17 - MMT 1916 Jul 3 # Moscow Mean Time
2:31:19 Russia %s 1919 Jul 1 0:00u
3:00 Russia %s 1921 Oct
3:00 Russia MSK/MSD 1922 Oct
2:00 - EET 1930 Jun 21
3:00 Russia MSK/MSD 1991 Mar 31 2:00s
2:00 Russia EE%sT 1992 Jan 19 2:00s
3:00 Russia MSK/MSD 2011 Mar 27 2:00s
4:00 - MSK 2014 Oct 26 2:00s
3:00 - MSK- 1992年1月19日凌晨2点到2011年03月27日凌晨2点，采用东三区
- 2011年3月27日凌晨2点到2014年10月26日凌晨2点，采用东四区
- 2014年10月26日凌晨2点以后采用东三区
如何阅读时区数据库的RAW文件 https://data.iana.org/time-zones/tz-how-to.html
VSCode的Zoneinfo插件可以通过语法高亮的方式查看时区数据的RAW文件
时区数据库的基本功能是提供 时区数据原始文件 和一个将 时区数据原始文件 转换成 时区文件 的一个编译器：zic。
可以通过 man zic 了解时区文件编译器（将时区定义文本文件编译成二进制时区数据文件）的使用
3. 通用时区数据库使用
每个时区名的具体定义都存在于时区文件中，比如：/etc/localtime。
操作系统支持的时区文件存储在/usr/share/zoneinfo/目录下。
我们数据库支持的时区文件存储在share/timezone目录下。
时区文件有统一约定的格式要求（来自IANA维护的时区数据库），可以使用info tzfile查看。时区文件固定开头结构：
struct tzhead
{
char tzh_magic[4]; /* TZ_MAGIC，固定在开头的特征字符"TZif"来标识时区文件 */
char tzh_version[1]; /* '
