Lua游戏开发教程之时区问题详解

前言

什么是Lua？

Lua 是一个小巧的脚本语言，巴西里约热内卢天主教大学里的一个研究小组于1993年开发，其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。Lua由标准C编写而成，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。一个完整的Lua解释器不过200k，在目前所有脚本引擎中，Lua的速度是最快的。这一切都决定了Lua是作为嵌入式脚本的最佳选择。相比Python和Per的内核，Lua的内核小于120KB，而Python的内核大约860KB，Perl的内核大约1.1MB。Lua语言支持面向对象编程和函数式编程，它提供了一个通用类型的表table，可以实现数组、哈希表、集合、对象的功能。Lua支持协同进程机制。作为一门可扩展的语言，Lua提供简单而稳定的交互接口，如Lua和C程序可通过一个堆栈交换数据，这使得Lua语言可以快速地和其它语言实现整合。

总体来说，Lua语言具备以下优点：

(1)语言优美、轻巧

(2)性能优良、速度快

(3)可扩展性强。

正因为Lua语言具备了这样的特点，使得它能和游戏开发领域的需求完美地结合起来，因为我们需要这样的一门语言，它能够和C/C++进行完美地交互，因为我们需要它对底层进行封装。它需要足够地简单，因为我们需要简单、灵活、快速地编写代码。那么显然Lua就是我们一直在寻找地这种语言。

目前大部分游戏都采用了Lua语言进行功能开发，在进行多语种发行的时候就会遇到时区显示的问题。以韩国版本为例，场景如下：

1、服务器处于固定的位置，比如放在首尔机房；

2、玩家所处的位置不确定，可能在韩国，或者是出差在其它国家或地区；

需求：

无论在哪个国家或地区，统一显示服务器的当前时间。在PC上查看，即便在国内测试的时候也显示韩国首尔的时间（比北京时间快1个小时）。

实现：

-- 北京时间
local serverTime = 1536722753 -- 2018/09/12 11:25
 
function getTimeZone()
 local now = os.time()
 return os.difftime(now, os.time(os.date("!*t", now)))
end
 
-- 8 hour * 3600 seconds = 28800 seconds
local timeZone = getTimeZone()/ 3600
 
print("timeZone : " .. timeZone)
 
 
 
local timeInterval = os.time(os.date("!*t", serverTime)) + timeZone * 3600 + (os.date("*t", time).isdst and -1 or 0) * 3600
 
local timeTable = os.date("*t", timeInterval)
 
--[[
for k, v in pairs(timeTable) do
 print(k .. ":" .. tostring(v))
end
]]
 
print(timeTable.year .. "/" .. timeTable.month .. "/" .. timeTable.day .. " " .. timeTable.hour .. ":" .. timeTable.min .. ":" .. timeTable.sec)

关注是这个方法： os.date("!*t", now)，其中以！为关键。

lua 源码， loslib.c Line 283 行

static int os_date (lua_State *L) {
 size_t slen;
 const char *s = luaL_optlstring(L, 1, "%c", &slen);
 time_t t = luaL_opt(L, l_checktime, 2, time(NULL));
 const char *se = s + slen; /* 's' end */
 struct tm tmr, *stm;
 if (*s == '!') { /* UTC? */
 stm = l_gmtime(&t, &tmr);
 s++; /* skip '!' */
 }
 else
 stm = l_localtime(&t, &tmr);
 if (stm == NULL) /* invalid date? */
 luaL_error(L, "time result cannot be represented in this installation");
 if (strcmp(s, "*t") == 0) {
 lua_createtable(L, 0, 9); /* 9 = number of fields */
 setallfields(L, stm);
 }
 else {
 char cc[4]; /* buffer for individual conversion specifiers */
 luaL_Buffer b;
 cc[0] = '%';
 luaL_buffinit(L, &b);
 while (s < se) {
  if (*s != '%') /* not a conversion specifier? */
  luaL_addchar(&b, *s++);
  else {
  size_t reslen;
  char *buff = luaL_prepbuffsize(&b, SIZETIMEFMT);
  s++; /* skip '%' */
  s = checkoption(L, s, se - s, cc + 1); /* copy specifier to 'cc' */
  reslen = strftime(buff, SIZETIMEFMT, cc, stm);
  luaL_addsize(&b, reslen);
  }
 }
 luaL_pushresult(&b);
 }
 return 1;
}

从源码可以看到 ! 调用了
#define l_gmtime(t,r) gmtime_r(t,r)
gmtime_r 函数是标准的POSIX函数，它是线程安全的，将日历时间转换为用UTC时间表示的时间。

注：UTC —— 协调世界时，又称世界统一时间、世界标准时间

也就是说 “!*t” 得到的是一个 UTC 时间，为0度的经线（子午线），亦称本初子午线，通常将它与GMT视作等同（但是UTC更为科学和精确）。


首尔位于东9区，所以实际的时间应该是 UTC + 9，9就是时区差 —— 9个小时。北京位于东8区，即 UTC + 8。

如何保证游戏内全部统一为服务器的时间呢？

服务器需要返回给客户端当前的时区的差值，比如韩国就返回 9，国内就返回 8，越南返回 7，北美返回 –16，记为 serverTimeZone。

服务端返回当前服务器时间serverTime（即首尔当前时间），我们只需要将服务器时间转为 UTC 的时间，然后再加上 serverTimeZone即可。

os.time(os.date("!*t", serverTime)) + serverTimeZone * 3600

这样无论在哪个地区或国家，都将显示首尔的时候，与服务器显示的时间就同步上了。

为什么要一直显示服务器的时间呢？

游戏中有很多功能是有时间限制的，比如运营活动，或者功能开启。如果用本地时间就不好控制，统一用服务器时间避免了很多问题。

可是也容易遇到一个坑，运营配置的活动时间都是针对当前服务器的时间，例如某个活动的截止时间是：2018-10-08 00:00:00，游戏需要显示活动截止倒计时。

通常的做法： ployEndTime – serverTime，得到一个秒数，然后将秒转成：xx天xx小时xx分xx秒

serverTime 是固定的，可是ployEndTime就容易出错，为什么？

serverTime 是在东9区 —— 首尔的时间，而 os.time({year=…}) 是根据本地时间来算时间的，这中间就存在问题。有一个时差的问题，之前计算一直用的是serverTimeZone —— 一个固定值，而我当前处于地区或国家，它相对于UTC的时区不确定的，怎么办？

用 （currTimeZone – serverTimeZone） * 3600 / 秒，os.time()之后再加上这个时区差就是首尔当前的时间戳了。国内东8 - 东9 = -1，也就是要减去一个1时区，最终将得到首尔地区的时间戳，再减去 serverTime 就是剩下的秒数了，然后将它转为 xx 天 xx 小时 xx 分 xx 秒。

最后小结一下：

1）os.time({year=xx})，这个时间算出来的是针对当前所处时区的那个时间戳。

2）os.date(“!*t”, 时间戳) 得到的是UTC（时区为0）的时间戳。

3）获取当前时区的值，可以通过文章开头的 getTimeZone 方法

4）想显示固定时区的时间（例如无论在哪都显示服务器的时间），只需要将（服务器）时间戳（秒），通过第2步的方法，得到 UTC 再加上固定的时区差

5）计算倒计时的时候，需要考虑到 os.time 是取当前时区，需要再将当前时区减去目标时区，再计划时间戳

6）夏令时，本身已经拨快了一个小时，当需要显示为固定时区的时间，则需要减去一个小时