Jaka jest różnica czasu między Warszawą a Sydney? Odpowiedź na to pytanie jest zaskakująco trudna. Równie zaskakującym jest jak wielu programistów tej trudności nie dostrzega. Niby po co? Bo niemal co roku na światło dziennie wypływają zawstydzające błędy w oprogramowaniu, wynikające z niewiedzy bądź lekkomyślnego traktowania... czasu w systemach komputerowych. Podczas tej prezentacji spróbuję pokazać, jak ważne jest świadome operowanie czasem podczas pisania oprogramowania. Nie będziemy (prawie) narzekali na klasę java.util.Date, ale skupimy się na fundamentalnych nieporozumieniach i błędach. Zobaczymy w przykładach fatalne skutki beztroskiego i nieumiejętnego obchodzenia się z czasem. Nauczymy się także jak przechowywać, przesyłać i przetwarzać czas oraz jak testować systemy zależne od czasu (czyli w zasadzie wszystkie). Nie spodziewajcie się eksploracji takiego czy innego API. Skupimy się raczej na zrozumieniu praw rządzących upływem czasu i ich odpowiednim modelowaniem w naszych programach.

1. Krótka historia czasu
Tomasz Nurkiewicz
|
2013­07­06T11:40:00.000Z
nurkiewicz@gmail.com @tnurkiewicz

2. Tomasz Nurkiewicz
|
6+ lat z Javą
Scala, JavaScript, Clojure...
Back­end, analiza i wizualizacja danych
|
Niegdyś aktywny na
Trzeci raz na Javarsovii/Confiturze
Pracuję w Oslo ( )
nurkiewicz.blogspot.com
nurkiewicz@gmail.com @tnurkiewicz
scala.net.pl github.com/nurkiewicz
StackOverflow
we are hiring!

3. Zły dzień Microsoftu
blogs.msdn.com/b/windowsazure/archive/2012/03/09/summary­of­windows­azure­service­disruption­on­feb­29th­2012.aspx

4. Wynik programu?
Java:
C#:
Calendar cal = new GregorianCalendar(2012, FEBRUARY, 29, 15, 0);
cal.add(YEAR, 1);
System.out.println(cal.getTime());
DateTime cal = new DateTime(2012, 2, 29, 15, 0, 0).AddYears(1);
Console.WriteLine(cal);

5. 28. lutego 2013, 15:00
29. lutego 2013, 15:00
1. marca 2013, 00:00
1. marca 2013, 15:00
IllegalArgumentException

6. True story
“[...] zgodnie z Regulaminem [...] odsetki nalicza się za faktyczną
liczbę dni pozostawania środków na koncie [...] z tym, że
przyjmuje się, że rok liczy 365 dni.
Rok 2012 liczy 366 dni, dlatego też
odsetki za dzień 29 lutego nie naliczają się.
Z serdecznymi pozdrowieniami, [pewien] Bank”
samcik.blox.pl/2012/03/Dzien­ktorego­nie­ma­Sprawdz­co­bank­wykreslil.html

7. Zła sekunda Linuksa
www.greenprophet.com/2012/07/leap­second­bug­consumes­megawatts­of­electricity/

8. Sekundy przestępne
en.wikipedia.org/wiki/Leap_second

9. Inne błędy
Problem roku 2000 (Y2K)
Problem roku 2011 (Taiwan)
Problem roku 2038 (Integer.MAX_VALUE)
Problem roku 2042 (IBM S/370)
Problem roku 2107 (MS­DOS FAT)
Problem 9. września '99 (9/9/99)
en.wikipedia.org/wiki/Time_formatting_and_storage_bugs

10. Zrozumieć domenę problemu
...każdego

11. Reprezentacja czasu
www.edali.org/persistence­of­memory.jsp

12. Ilość sekund od arbitralnego momentu
System kalendarzowy

13. Oś czasu

14. Czas "0"?
Data Wykorzystywana w
0. stycznia 0 MATLAB
1. stycznia 0 Symbian, Turbo DB
1. stycznia 1 Microsoft .NET, Go
1. stycznia 1601 NTFS, COBOL, Win32/Win64
1. stycznia 1753 Microsoft SQL Server
31. grudnia 1840 MUMPS
17. listopada 1858 VMS, United States Naval Observatory, DVB SI, astronomia
30. grudnia 1899 Microsoft COM DATE, Object Pascal
0. stycznia 1900 Microsoft Excel, Lotus 1­2­3
1. stycznia 1900 NTP, IBM CICS, Mathematica, RISC OS, Common Lisp
1. stycznia 1904 LabVIEW, Mac OS 9, Palm OS, MP4
1. stycznia 1950 SEGA Dreamcast
Data Wykorzystywana w
1. stycznia 1960 S­Plus, SAS
31. grudnia 1967 Pick OS
1. stycznia 1970 Linux, Mac OS X, C, Java, JavaScript,
Perl, PHP, Python, Tcl, ActionScript
1. stycznia 1978 AmigaOS
1. stycznia 1980 DOS, OS/2, FAT16 I FAT32, VOS
6. stycznia 1980 Qualcomm BREW, GPS
1. stycznia 1981 Acorn NetFS
1. stycznia 1984 CiA® CANopen®
22. sierpnia 1999 Satelita Galileo
1. stycznia 2000 PostgreSQL, AppleSingle, AppleDouble
1. stycznia 2001 Apple Cocoa
en.wikipedia.org/wiki/Epoch_date

15. java.util.Date
:
vs.
:
en.wikipedia.org/wiki/Calendar_date
“A date in a calendar is a reference to a particular day
represented within a calendar system. [...] A particular day may
be represented by a different date in another calendar”
docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/Date.html
“The class Date represents a specific instant in time, with
millisecond precision.”

16. Strefy czasowe
java.util.Timezone

17. Różnica czasu między Warszawą a Sydney?
www.travel.com.hk/region/timezone.htm

18. Czas letni (Daylight saving time)
en.wikipedia.org/wiki/Daylight_saving_time

19. Czas letni
Zima → Lato Lato → Zima
en.wikipedia.org/wiki/Daylight_saving_time

20. ...a zatem?
www.travel.com.hk/region/timezone.htm

21. Reprezentacja
ŹLE!
final TimeZone tz = TimeZone.getTimeZone("Europe/Warsaw");
TimeZone.getTimeZone("GMT+01:00");
TimeZone.getTimeZone("Europe/warsaw");

22. Data kalendarzowa
java.util.Calendar

23. Lata przestępne - ŹLE!
def leapYear(year: Int): Boolean =
year % 4 == 0

24. Lata przestępne - od biedy
def leapYear(year: Int): Boolean =
(year % 4 == 0 && year % 100 != 0) ||
(year % 400 == 0)

25. Lata przestępne
def leapYear(year: Int): Boolean =
new GregorianCalendar(year, JANUARY, 1).
getActualMaximum(DAY_OF_YEAR) > 365

26. Zagadka
Calendar c = Calendar.getInstance();
System.out.println(c.get(Calendar.YEAR));

27. Mamy (gregoriański) rok 2013
A tymczasem w Tajlandii...
...i w Japonii...
$ java ...
2013
$ java -Duser.country=TH -Duser.language=th ...
2556
$ java -Duser.country=JP -Duser.language=ja -Duser.variant=JP ...
25

28. Lepiej:
Jeszcze lepiej:
Na wszelki wypadek...
Calendar c = new GregorianCalendar();
Calendar c = new GregorianCalendar(timeZone);
Calendar c = new GregorianCalendar(timeZone, locale);

29. Dateczy Calendar?
"...po innym zdarzeniu"
"...w ciągu 10 sekund"
"...w ciągu godziny"
"...w ciągu 24 godzin"
"...w ciągu jednego dnia"
"...w 2013 roku"
"...po 17:00"
"...w piątek"

30. Praktyka

31. Joda Time
final DateTime yearLater = new DateTime(2012, 2, 29, 15, 0).plusYears(1);
joda­time.sourceforge.net

32. Joda Time w JAX-WS
import org.joda.time.DateTime;
import javax.xml.bind.DatatypeConverter;
public class XsdJodaTimeConverter {
public static DateTime unmarshal(String dateTime) {
final long millis = DatatypeConverter.
parseDate(dateTime).
getTimeInMillis();
return new DateTime(millis);
}
public static String marshal(DateTime calendar) {
return DatatypeConverter.printDate(
calendar.toGregorianCalendar()
);
}
}

33. JAX-WS: plik .xjb
<bindings version="1.0" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/jaxb" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
<globalBindings>
<javaType xmlType="xs:dateTime"
name="org.joda.time.DateTime"
parseMethod="XsdJodaTimeConverter.unmarshal"
printMethod="XsdJodaTimeConverter.marshal"/>
</globalBindings>
</bindings>

34. Joda Time w JPA 2.1
import org.joda.time.Instant;
import javax.persistence.AttributeConverter;
import javax.persistence.Converter;
import java.util.Date;
@Converter(autoApply = true)
public class JodaTimeConverter implements AttributeConverter<Instant, Date> {
@Override
public Date convertToDatabaseColumn(Instant attr) {
return attr != null? attr.toDate(): null;
}
@Override
public Instant convertToEntityAttribute(Date dbData) {
return dbData != null? new Instant(dbData): null;
}
}

35. Testowanie - narzędzia
Kontrolowane źródło czasu ( )
"Egzotyczna" domyślna strefa czasowa
Nie śpij! (Thread.sleep()),
ScalaCheck
fake system clock
Awaitility

36. Testowanie - przypadki
Początek/koniec miesiąca/roku
Dni powszednie i weekendy
29 lutego
Strefy czasowe, czas letni

37. ScalaCheck i ScalaTest
Negatywny rezultat
implicit override val generatorDrivenConfig =
PropertyCheckConfig(minSuccessful = 10000, workers = 4)
test("any date +1 year and -1 year should yield same date back") {
check {
random: Date => {
val plusMinusYear = new GregorianCalendar
plusMinusYear.setTime(random)
plusMinusYear.add(YEAR, 1)
plusMinusYear.add(YEAR, -1)
random == plusMinusYear.getTime
}
}
}
Falsified after 2665 passed tests:
arg0 = Mon Feb 29 03:21:22 CET 73843340

38. Zdarzenia w przyszłości
, , ...
Quartz
JMS
Activiti jBPM

39. Quartz scheduler
newTrigger()
.startAt(futureDate(1, YEAR))
.build();
quartz­scheduler.org/documentation/quartz­2.1.x/tutorials/tutorial­lesson­05

40. JMS z opóźnieniem
MessageProducer producer = session.createProducer(destination);
TextMessage message = session.createTextMessage("...hello, delayed!");
message.setLongProperty(ScheduledMessage.AMQ_SCHEDULED_DELAY, oneYearMillis);
producer.send(message);
http://activemq.apache.org/delay­and­schedule­message­delivery.html

41. Bonus / Computus
(defn easter [year]
(let [
a (mod year 19)
b (Math/floor (/ year 100))
c (mod year 100)
d (Math/floor (/ b 4))
e (mod b 4)
f (Math/floor (/ (+ b 8) 25))
g (Math/floor (/ (inc (- b f)) 3))
h (mod (+ (- (+ (* 19 a) b) d g) 15) 30)
i (Math/floor (/ c 4))
k (mod c 4)
L (mod (- (+ 32 (* 2 e) (* 2 i)) h k) 7)
m (Math/floor (/ (+ a (* 11 h) (* 22 L)) 451))
n (- (+ h L 114) (* 7 m))
month (dec (Math/floor (/ n 31)))
day (inc (mod n 31))]
(java.util.GregorianCalendar. year month day)))
en.wikipedia.org/wiki/Computus

42. Bugi, więcej bugów...
1. "Due to the lack of [time] synchronization [...] a car bomb went off [...] one hour earlier than
expected" ( )
2. "F­22 Raptors [...] experienced multiple computer crashes coincident with their crossing of
[...] the International Date Line" ( )
3. "Damage to a German steel facility occurred during a DST transition" (
)
4.
5.
6. Niesłuszne posądzenie o defraudację i kradzież (
­ [37])
7. Katalog kilkuset błędów, stan na rok 2000 (!) ( )
catless.ncl.ac.uk/Risks/20.58.html#subj12
en.wikipedia.org/wiki/List_of_software_bugs
en.wikipedia.org/wiki/Daylight_Savings_Time
www.wired.com/wiredenterprise/2012/07/leap­second­bug­wreaks­havoc­with­java­
linux
www.theregister.co.uk/2012/07/02/leap_second_crashes_airlines
www.cs.tau.ac.il/~nachumd/horror.html
www.csl.sri.com/users/neumann/cal.html

43. Przydatne i ciekawe
1. ­ wszystko o czasie
2. ­ czas uniksowy
3. ­ kanwa tej prezentacji
4. ­ definicje TAI, UT, UTC...
5. ­ Samoa and Tokelau skip a day for dateline
change
www.timeanddate.com
www.epochconverter.com
www.odi.ch/prog/design/datetime.php
tycho.usno.navy.mil/systime.html
www.bbc.co.uk/news/world­asia­16351377

44. Dziękuję za poświęcony... czas!
Twitter:
nurkiewicz@gmail.com
@tnurkiewicz
nurkiewicz.github.io/talks/confitura2013