PostgreSQL：在不同时区的时间戳中添加间隔

Question

如果我不想在服务器的时区中进行计算，那么将指定间隔添加到带有时区的时间戳的最佳方法是什么。这对于夏令时转换尤为重要。

例如 想想我们“向前冲”的那个晚上。 （在多伦多，我想是 2016 年 3 月 13 日凌晨 2 点）。
如果我记下时间戳： 2016-03-13 00:00:00-05 并添加'1 day' 到它，在加拿大/东部，我希望得到2016-03-14 00:00:00-04 -> 1 天后，但实际上只有 23 小时 但是如果我在萨斯喀彻温省（一个不使用 DST 的地方）增加 1 天，我希望它增加 24 小时，这样我最终会得到 2016-03-13 01:00:00-04.

如果我有列/变量

t1 timestamp with time zone;
t2 timestamp with time zone;
step interval; 
zoneid text; --represents the time zone

其实我想说

t2 = t1 + step; --in a time zone of my choosing

Postgres 文档似乎表明带时区的时间戳在内部存储在 UTC 时间中，这似乎表明 timestamptz 列没有计算其中的时区。 SQL 标准表明 datetime + interval 操作应该保持第一个操作数的时区。

t2 = (t1 AT TIME ZONE zoneid + step) AT TIME ZONE zoneid;

似乎不起作用，因为第一次转换将 t1 转换为无时区时间戳，因此无法计算 DST 转换

t2 = t1 + step;

似乎不像在我的 SQL 服务器的时区中那样工作

操作前设置postgres时区，操作后改回来？

更好的说明：

CREATE TABLE timestamps (t1 timestamp with time zone, timelocation text);
SET Timezone 'America/Toronto';
INSERT INTO timestamps(t1, timelocation) VALUES('2016-03-13 00:00:00 America/Toronto', 'America/Toronto');
INSERT INTO timestamps(t1, timelocation) VALUES('2016-03-13 00:00:00 America/Regina', 'America/Regina');

SELECT t1, timelocation FROM timestamps; -- shows times formatted in Toronto time. OK
"2016-03-13 00:00:00-05";"America/Toronto"
"2016-03-13 01:00:00-05";"America/Regina"

SELECT t1 + '1 day', timelocation FROM timestamps; -- Toronto timestamp has advanced by 23 hours. OK. Regina time stamp has also advanced by 23 hours. NOT OK.
"2016-03-14 00:00:00-04";"America/Toronto"
"2016-03-14 01:00:00-04";"America/Regina"

如何解决这个问题？

a) 将 timestamptz 转换为适当时区的时间戳 tz？

SELECT t1 AT TIME ZONE timelocation + '1 day', timelocation FROM timestamps; --OK. Though my results are timestamps without time zone now.
"2016-03-14 00:00:00";"America/Toronto"
"2016-03-14 00:00:00";"America/Regina"

SELECT t1 AT TIME ZONE timelocation + '4 hours', timelocation FROM timestamps; -- NOT OK. I want the Toronto time to be 5am
"2016-03-13 04:00:00";"America/Toronto"
"2016-03-13 04:00:00";"America/Regina"

b) 更改 postgres 的时区并继续。

SET TIMEZONE = 'America/Regina';
SELECT t1 + '1 day', timelocation FROM timestamps; -- Now the Regina time stamp is correct, but toronto time stamp is incorrect (should be 22:00-06)
"2016-03-13 23:00:00-06";"America/Toronto"
"2016-03-14 00:00:00-06";"America/Regina"

SET TIMEZONE = 'America/Toronto';
SELECT t1 + '1 day', timelocation FROM timestamps; -- toronto is correct, regina is not, as before
"2016-03-14 00:00:00-04";"America/Toronto"
"2016-03-14 01:00:00-04";"America/Regina"

只有在每次操作时间间隔操作之前不断切换 postgres 时区时，此解决方案才有效。

Answer 1

这是导致您的问题的两个属性的组合：

1. timestamp with time zone 以 UTC 格式存储，不包含任何时区信息。更好的名称是“UTC 时间戳”。

2. timestamp with time zone 和interval 的添加始终在当前时区执行，即配置参数为TimeZone 的设置。

由于您真正需要存储的是时间戳及其有效时区，因此您应该存储timestamp without time zone 和代表时区的text 的组合。

正如您正确注意到的那样，您必须切换当前时区才能正确执行夏令时转换的时间间隔加法（否则 PostgreSQL 不知道 1 day 有多长）。 但是您不必手动执行此操作，您可以使用 PL/pgSQL 函数为您执行此操作：

CREATE OR REPLACE FUNCTION add_in_timezone(
      ts timestamp without time zone,
      tz text,
      delta interval
   ) RETURNS timestamp without time zone
   LANGUAGE plpgsql IMMUTABLE AS
$$DECLARE
   result timestamp without time zone;
   oldtz text := current_setting('TimeZone');
BEGIN
   PERFORM set_config('TimeZone', tz, true);
   result := (ts AT TIME ZONE tz) + delta;
   PERFORM set_config('TimeZone', oldtz, true);
   RETURN result;
END;$$;

这将为您提供以下内容，其中结果将在与参数相同的时区中被理解：

test=> SELECT add_in_timezone('2016-03-13 00:00:00', 'America/Toronto', '1 day');
   add_in_timezone
---------------------
 2016-03-14 00:00:00
(1 row)

test=> SELECT add_in_timezone('2016-03-13 00:00:00', 'America/Regina', '1 day');
   add_in_timezone
---------------------
 2016-03-14 00:00:00
(1 row)

test=> SELECT add_in_timezone('2016-03-13 00:00:00', 'America/Toronto', '4 hours');
   add_in_timezone
---------------------
 2016-03-13 05:00:00
(1 row)

test=> SELECT add_in_timezone('2016-03-13 00:00:00', 'America/Regina', '4 hours');
   add_in_timezone
---------------------
 2016-03-13 04:00:00
(1 row)

你可以考虑创建一个组合类型

CREATE TYPE timestampattz AS (
   ts timestamp without time zone,
   zone text
);

并定义运算符并对其进行强制转换，但这可能是一个超出您想要的主要项目。

甚至还有一个 PostgreSQL 扩展 timestampandtz 可以做到这一点；也许这正是你所需要的（我没有看加法的语义是什么）。

Answer 2

根据@LaurenzAlbe 提供的信息，我使用不同的方法来处理向timestamptz 添加间隔并使用夏令时。我在 2020 年 10 月 25 日遇到了问题，因为在比利时（时区“欧洲/布鲁塞尔”，即 UTC+1）我们观察了 DST，并在 2020 年 10 月 25 日 03:00 我们向后退了 1 小时，结束于 02： 00，即我们从夏令时 UTC+2 到冬令时 UTC+1。

下面的代码必须在给定日期的 16:00 找到 timestamptz 在当天失败，而是在 15:00 结束，因为我们向后退了 1 小时。有问题的代码行是：

select date_trunc('day', myfct.datetime) + interval 'PT16H'

例如，第一个查询可以，第二个不行。

select date_trunc('day', timestamptz '2020-10-27 17:00:00+01') + interval 'PT16H';
        ?column?        
------------------------
 2020-10-27 16:00:00+01

select date_trunc('day', timestamptz '2020-10-25 17:00:00+01') + interval 'PT16H';
        ?column?        
------------------------
 2020-10-25 15:00:00+01

想法是使用timestamp（无时区）而不是timestamptz 进行添加，最后将其转换为具有数据库配置时区的timestamptz。

hydro_dev=> select date_trunc('day', timestamptz '2020-10-25 17:00:00+01');
       date_trunc       
------------------------
 2020-10-25 00:00:00+02
(1 row)

hydro_dev=> select date_trunc('day', timestamptz '2020-10-25 17:00:00+01')::timestamp;
     date_trunc      
---------------------
 2020-10-25 00:00:00
(1 row)

hydro_dev=> select date_trunc('day', timestamptz '2020-10-25 17:00:00+01')::timestamp + interval 'PT16H';
      ?column?       
---------------------
 2020-10-25 16:00:00
(1 row)

select (date_trunc('day', timestamptz '2020-10-25 17:00:00+01')::timestamp + interval 'PT16H')::timestamptz;
      timestamptz       
------------------------
 2020-10-25 16:00:00+01