DB의 시간, Java의 시간, Javascript의 시간 (Data, LocalDate, LocalDateTime, Y2K38 Problem)

시간에 대해 문제의식을 가진 것은 MySQL의 datetime과 timestamp의 차이를 인지하면서 부터이다. 

timestamp를 사용하면 2038년이 지나고 1970년으로 시간이 바뀐다고 한다.(Y2K38 버그라고 이름도 있음) 

 

MySQL에서는 8.0.28버전 부터는이 문제를 해결했다고 하는데 왜 1970년으로 회귀하는지와 자바, 자바스크립트에서는 무엇을 해야하는지 알아보자.

 

컴퓨터가 시간을 정의하는 방법

• 1970년 1월 1일 0시 0초를 기준으로 흐르는 시간을 밀리세컨 단위 정수로 측정하고 표현한다.  
• 측정한 시간을 Unix time, Unix Epoch Time, Unix Timestamp로 부른다.
• 2023년 3월 7일, 11시 현재 Unix Time은 1678197732 이다.
• Bell 연구소에서 근무했던 Dennis Ritche의 말에 따르면 1970년 정도로 정해두자라고 합의했다고 한다.
• 컴퓨터에서 시간은 32비트 범위로 표현되는데 정수의 범위가 초과되면 overflow가 발생해서 시간이 1970년으로 되돌아간다. 
• 2038년이 되면 32비트 정수 범위 초과 상태가 발생하는데 이로 인한 버그를 Y2K38 Problem이라고 한다.

Unix Time을 사람이 읽을 수 있는 시간으로 변환 방법

• 컴퓨터에서 시간을 사람의 시간으로 변환하는 방법은 다음과 같다.
• 초 -> 시간  

1 Hour	3600 Seconds
1 Day	86400 Seconds
1 Week	604800 Seconds
1 Month (30.44 days)	2629743 Seconds
1 Year (365.24 days)	31556926 Seconds

• 국제 표기법 기준

03/07/2023 @ 2:00pm	UTC
2023-03-07T14:00:14+00:00	ISO 8601
Tue, 07 Mar 2023 14:00:14 +0000	RFC 822, 1036, 1123, 2822
Tuesday, 07-Mar-23 14:00:14 UTC	RFC 2822
2023-03-07T14:00:14+00:00	RFC 3339

• UTC(Universal Time Coordinated)는 세계 협정 시로 세슘 원자의 진동수를 기준으로 초를 정의한 것이다. 세계 어디에서 측정해도 같은 시간을 나타낸다. (서버에서는 UTC를 따른다.) 
• 우리 일상에서는 GMT : 영국에 그리니치 천문대 기준 시간 사용한다.
• GMT와 한국의 시간 차이를 표현한 것을 Offset이라 한다.
• 지구의 위도, 경도 위치에 따라 TimeZone에 따라 시간이 달라진다.

"결국 우리가 할 일은 Unix Time <-> 인간이 읽는 시간 변환이다."

자바에서의 시간 다루기

우선 자바 8 이전의 시간 객체는 다음과 같다.

많은 문제가 있어 그 시절 선배 프로그래머들은 Joda Time이라는 라이프러리를 필수로 사용했다고 한다.

• Date (Unix Epoch Time)
  • setTime 하면 인스턴스의 시간 변경할 수 있다. (가변적이다.)
  • 멀티스레스에서 안전하게 사용할 수 없다.
    • 스레스 세이프하지 않다. (버그 발생할 여지가 많다.)
• Calender (GregorianCalender)
  • month가 0부터 시작하기 때문에 실수하기 쉽다.
  • 음수가 올 수 도 있다. Type 안정성이 없다.
• SimpleDateFormat

자바 8 이후에는 JSR-310 기준 DateTime API 구현체의 등장으로 컴퓨터 <-> 사람 간의 시간을 불변으로, 실수가 적게 다룰 수 있게 되었다. 핵심 문법은 아래와 같다.

// 시간 API
// 01-1 기계에서 사용하는 시간
Instant instant = Instant.now(); // 기준시 UTC, GMT 
instant.atZone(ZoneId.of("UTC"));

// 01-2 서울로 보는법 Zone 추가
ZoneId zone = ZoneId.systemDefault();
ZonedDateTime zonedDateTime = instant.atZone(zone);

// 02 휴먼이 보는 시간
// 02-1 서버 Zone 참고해서 시간 가져옴
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
LocalDateTime birthday = LocalDateTime.of(1992, Month.AUGUEST, 7, 0, 0, 0)

// 02-2 휴먼이 보는 시간
ZonedDateTime nowInKorea = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Seoul"));
nowInKorea.toInstant();

// 03 기간을 표현하는 방법
LocalDate today = LocalDate.now();
LocalDate thisYearBirthday = LocalDate.of(2023, Month.AUGUEST, 7);
Period period = Period.between(today, thisYearBirthday);
period.getDays(); // 오늘부터 몇일 남았는지 표현

Period until = today.until(thisYearBirthDay);
until.get(ChronoUnit.DAYS); // 오늘부터 몇일 남았는지 표현

// 기계용 시간 비교
Instant now = Instant.now();
Instant plus = now.plus(10, ChronoUnit.SECONDS);
Duration between = Duration.between(now, plus);
between.getSeconds(); // 인스턴트간 시간 차이 표시

// 포멧터 사용
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
DateTimeFormatter.ofPattern("MM/dd/yyyy");
now.format(MMddyyyy);

// 파싱 사용
LocalDate.parse("08/07/1992", MMddyyyy);

// 레거시인 Date와 호환가능
Date date = new Date();
Instant instant = date.toInstant();
Date newDate = Date.from(instant);

GregorianCalendar gregorianCalendar = new GregorianCalendar();
LocalDateTime dateTime = gregorianCalendar.toInstant().atZone(ZoneId.systemDefault())
					.toLocalDateTime();

• 특이사항으로 Instant는 기계의 시간이기 때문에 말 그대로 하드웨어에 따라서 값이 달라진다.
•  Mac과 Window가 값을 다르게 인식해서 테스트가 깨지는 일이 있었다. (Formatter는 선택이 아닌 필수..)

Instant의 하드웨어에 따른 시간 차이 문제

 

자바스크립트에서의 시간 다루기

• 자바스크립트에서는 Data 객체만 있다.
• 브라우저, 서버, 지역, 국가에 따라서 컴퓨터에서는 같은 시간인데, 인간이 읽는 시간은 다르게 출력되는 오류가 있다. 
• 자바스트립트 ZONE_TIME, UTC 시간 다루기 위해 라이브러리를 필수로 사용해줘야 한다.
• (day.js, luxon, js-joda, data-fns….) js-joda <- 자바 8 이전의 그것이 JS로.. 현재 자바 8의 시간 api 대부분이 joda 라이프러리 기준으로 만들어져서 Java 시간 사용이랑 똑같이 쓸 수 있다. (출처 : https://jojoldu.tistory.com/600)

import { DateTimeFormatter, LocalDate, LocalDateTime, nativeJs } from '@js-joda/core';

export class DateTimeUtil {
  private static DATE_FORMATTER = DateTimeFormatter.ofPattern('yyyy-MM-dd');
  private static DATE_TIME_FORMATTER = DateTimeFormatter.ofPattern(
    'yyyy-MM-dd HH:mm:ss',
  );

  static toString(localDate: LocalDate | LocalDateTime): string {
    if (!localDate) {
      return '';
    }

    if (localDate instanceof LocalDate) {
      return localDate.format(this.DATE_FORMATTER);
    }
    return localDate.format(this.DATE_TIME_FORMATTER);
  }

  static toDate(localDate: LocalDate | LocalDateTime): Date | null {
    if (!localDate) {
      return null;
    }

    return new Date(this.toString(localDate));
  }

  static toLocalDate(date: Date): LocalDate | null {
    if (!date) {
      return null;
    }
    return LocalDate.from(nativeJs(date));
  }

  static toLocalDateTime(date: Date): LocalDateTime | null {
    if (!date) {
      return null;
    }
    return LocalDateTime.from(nativeJs(date));
  }

  static toLocalDateBy(strDate: string): LocalDate | null {
    if (!strDate) {
      return null;
    }

    return LocalDate.parse(strDate, DateTimeUtil.DATE_FORMATTER);
  }

  static toLocalDateTimeBy(strDate: string): LocalDateTime | null {
    if (!strDate) {
      return null;
    }

    return LocalDateTime.parse(strDate, DateTimeUtil.DATE_TIME_FORMATTER);
  }
}

 

아참... mySQL에서 Y2K38문제는 8.0.28 버전부터 timstamp 함수 관련 에러는 해결했으나 여전히 38년 이후 범위는 사용 못한다.

https://dev.mysql.com/doc/relnotes/mysql/8.0/en/news-8-0-28.html

Reference

자바스크립트 시간 관련 아티클

• 자바스크립트의 시간은 끔찍하게 망가져있다.
• 자바스크립트에서 타임존 다루기
• 자바스크립트의 시간

Y2K38 관련 아티클

• DBA가 정리한 timestamp와 datetime

유닉스 타임이 1970년 기준인 이유 아티클

• https://www.wired.com/2001/09/unix-tick-tocks-to-a-billion/