Есть ли способ в коде или с аргументами JVM переопределить текущее время, представленное через System.currentTimeMillis, кроме ручного изменения системных часов на хост-машине?

Немного предыстории:

У нас есть система, которая выполняет ряд бухгалтерских заданий, большая часть своей логики которых вращается вокруг текущей даты (т.е. 1-го числа месяца, 1-го числа года и т. Д.)

К сожалению, многие из унаследованных кодов вызывают функции, такие как new Date()или Calendar.getInstance(), обе из которых в конечном итоге вызывают System.currentTimeMillis.

В целях тестирования прямо сейчас мы застряли в ручном обновлении системных часов, чтобы управлять тем, в какое время и дату код считает, что тест выполняется.

Итак, мой вопрос:

Есть ли способ переопределить то, что возвращается System.currentTimeMillis? Например, чтобы указать JVM автоматически добавлять или вычитать некоторое смещение перед возвратом из этого метода?

Заранее спасибо!

Я настоятельно рекомендую вместо того, чтобы возиться с системными часами, вы кусаете пулю и реорганизуете этот устаревший код, чтобы использовать сменные часы. В идеале это должно быть сделано с помощью внедрения зависимостей, но даже если вы используете заменяемый синглтон, вы получите возможность тестирования.

Это можно почти автоматизировать с помощью поиска и замены одноэлементной версии:

• Заменить Calendar.getInstance()на Clock.getInstance().getCalendarInstance().
• Заменить new Date()наClock.getInstance().newDate()
• Заменить System.currentTimeMillis()наClock.getInstance().currentTimeMillis()

(и т. д. по мере необходимости)

Сделав этот первый шаг, вы можете постепенно заменять синглтон на DI.

ТЛ; др

Есть ли способ в коде или с аргументами JVM переопределить текущее время, представленное через System.currentTimeMillis, кроме ручного изменения системных часов на хост-машине?

Да.

Instant.now( 
    Clock.fixed( 
        Instant.parse( "2016-01-23T12:34:56Z"), ZoneOffset.UTC
    )
)

Clock В java.time

У нас есть новое решение проблемы замены сменных часов, чтобы облегчить тестирование с фиктивными значениями даты и времени. Пакет java.time в Java 8 включает абстрактный класс java.time.Clockс явной целью:

чтобы можно было подключать альтернативные часы по мере необходимости

Вы можете подключить свою собственную реализацию Clock, хотя, скорее всего, вы найдете такую, уже созданную для ваших нужд. Для вашего удобства java.time включает статические методы для получения специальных реализаций. Эти альтернативные реализации могут быть полезны во время тестирования.

Измененная каденция

Различные tick…методы производят часы, которые увеличивают текущий момент с различной частотой.

По умолчанию Clockвремя обновляется с такой частотой, как миллисекунды в Java 8 и в Java 9 с точностью до наносекунд (в зависимости от вашего оборудования). Вы можете запросить отчет об истинном текущем моменте с различной степенью детализации.

• tickSeconds - Увеличение в целых секундах
• tickMinutes - Увеличение в минутах
• tick- Увеличивает переданный Durationаргумент.

Ложные часы

Некоторые часы могут врать, производя результат, отличный от аппаратных часов ОС хоста.

• fixed - Сообщает один неизменный (не увеличивающийся) момент как текущий момент.
• offset- Сообщает текущий момент, но смещенный переданным Durationаргументом.

Например, зафиксируйте первый момент самого раннего Рождества в этом году. другими словами, когда Санта и его олени делают свою первую остановку . Самый ранний часовой пояс в настоящее время, кажется, находится Pacific/Kiritimatiв +14:00.

LocalDate ld = LocalDate.now( ZoneId.of( "America/Montreal" ) );
LocalDate xmasThisYear = MonthDay.of( Month.DECEMBER , 25 ).atYear( ld.getYear() );
ZoneId earliestXmasZone = ZoneId.of( "Pacific/Kiritimati" ) ;
ZonedDateTime zdtEarliestXmasThisYear = xmasThisYear.atStartOfDay( earliestXmasZone );
Instant instantEarliestXmasThisYear = zdtEarliestXmasThisYear.toInstant();
Clock clockEarliestXmasThisYear = Clock.fixed( instantEarliestXmasThisYear , earliestXmasZone );

Используйте эти специальные фиксированные часы, чтобы всегда возвращать один и тот же момент. Мы получаем первый момент Рождества в Киритимати , когда UTC показывает время на настенных часах на четырнадцать часов раньше, 10 часов утра предшествующей даты 24 декабря.

Instant instant = Instant.now( clockEarliestXmasThisYear );
ZonedDateTime zdt = ZonedDateTime.now( clockEarliestXmasThisYear );

Instant.toString (): 2016-12-24T10: 00: 00Z

zdt.toString (): 2016-12-25T00: 00 + 14: 00 [Тихоокеанский регион / Киритимати]

Смотрите живой код на IdeOne.com .

Истинное время, другой часовой пояс

Вы можете контролировать, какой часовой пояс назначается Clockреализацией. Это может быть полезно при тестировании. Но я не рекомендую это в производственном коде, где вы всегда должны явно указывать необязательные аргументы ZoneIdили ZoneOffsetаргументы.

Вы можете указать, что UTC будет зоной по умолчанию.

ZonedDateTime zdtClockSystemUTC = ZonedDateTime.now ( Clock.systemUTC () );

Вы можете указать любой часовой пояс. Укажите правильное время имя зоны в формате continent/region, например America/Montreal, Africa/Casablancaили Pacific/Auckland. Никогда не используйте аббревиатуру из 3–4 букв, например ESTили, ISTпоскольку они не являются истинными часовыми поясами, не стандартизированы и даже не уникальны (!).

ZonedDateTime zdtClockSystem = ZonedDateTime.now ( Clock.system ( ZoneId.of ( "America/Montreal" ) ) );

Вы можете указать, что текущий часовой пояс JVM по умолчанию должен быть по умолчанию для конкретного Clockобъекта.

ZonedDateTime zdtClockSystemDefaultZone = ZonedDateTime.now ( Clock.systemDefaultZone () );

Запустите этот код для сравнения. Обратите внимание, что все они сообщают об одном и том же моменте, об одной и той же точке на временной шкале. Они различаются только временем настенных часов ; Другими словами, три способа сказать одно и то же, три способа показать один и тот же момент.

System.out.println ( "zdtClockSystemUTC.toString(): " + zdtClockSystemUTC );
System.out.println ( "zdtClockSystem.toString(): " + zdtClockSystem );
System.out.println ( "zdtClockSystemDefaultZone.toString(): " + zdtClockSystemDefaultZone );

America/Los_Angeles была текущей зоной JVM по умолчанию на компьютере, на котором выполнялся этот код.

zdtClockSystemUTC.toString (): 2016-12-31T20: 52: 39.688Z

zdtClockSystem.toString (): 2016-12-31T15: 52: 39.750-05: 00 [Америка / Монреаль]

zdtClockSystemDefaultZone.toString (): 2016-12-31T12: 52: 39.762-08: 00 [Америка / Лос-Анджелес]

По определению, Instantкласс всегда находится в формате UTC. Таким образом, эти три Clockиспользования, связанные с зонами, имеют точно такой же эффект.

Instant instantClockSystemUTC = Instant.now ( Clock.systemUTC () );
Instant instantClockSystem = Instant.now ( Clock.system ( ZoneId.of ( "America/Montreal" ) ) );
Instant instantClockSystemDefaultZone = Instant.now ( Clock.systemDefaultZone () );

InstantClockSystemUTC.toString (): 2016-12-31T20: 52: 39.763Z

InstantClockSystem.toString (): 2016-12-31T20: 52: 39.763Z

InstantClockSystemDefaultZone.toString (): 2016-12-31T20: 52: 39.763Z

Часы по умолчанию

Реализация, используемая по умолчанию, Instant.now- это та реализация, которую возвращает Clock.systemUTC(). Эта реализация используется, когда вы не указываете Clock. Убедитесь сами в исходном коде предварительной версии Java 9 дляInstant.now .

public static Instant now() {
    return Clock.systemUTC().instant();
}

По умолчанию Clockдля OffsetDateTime.nowи ZonedDateTime.nowустановлено Clock.systemDefaultZone(). Смотрите исходный код .

public static ZonedDateTime now() {
    return now(Clock.systemDefaultZone());
}

Поведение реализаций по умолчанию изменилось между Java 8 и Java 9. В Java 8 текущий момент фиксируется с разрешением только в миллисекундах, несмотря на способность классов сохранять разрешение наносекунд . В Java 9 появилась новая реализация, способная фиксировать текущий момент с разрешением наносекунды - в зависимости, конечно, от возможностей аппаратных часов вашего компьютера.

О java.time

Java.time каркас встроен в Java 8 и более поздних версий. Эти классы вытеснять неприятные старые устаревшие классы даты и времени , такие как java.util.Date, Calendar, и SimpleDateFormat.

Чтобы узнать больше, см. Oracle Tutorial . И поищите в Stack Overflow множество примеров и объяснений. Спецификация - JSR 310 .

Проект Joda-Time , находящийся сейчас в режиме обслуживания , рекомендует перейти на классы java.time .

Вы можете обмениваться объектами java.time напрямую с вашей базой данных. Используйте драйвер JDBC, совместимый с JDBC 4.2 или новее. Нет необходимости в строках, нет необходимости в java.sql.*занятиях. Hibernate 5 и JPA 2.2 поддерживают java.time .

Где взять классы java.time?

• Java SE 8 , Java SE 9 , Java SE 10 , Java SE 11 и более поздние версии - часть стандартного Java API с объединенной реализацией.
  • В Java 9 внесены некоторые незначительные функции и исправления.
• Java SE 6 и Java SE 7
  • Большая часть функциональности java.time перенесена на Java 6 и 7 в ThreeTen-Backport .
• Android
  • Более поздние версии Android (26+) объединяют реализации классов java.time .
  • Для более ранних версий Android (<26) процесс, известный как API-удаление пароварки, предоставляет подмножество функций java.time, изначально не встроенных в Android.
    • Если desugaring не предлагают то , что вам нужно, то ThreeTenABP проект адаптирует ThreeTen-Backport (упомянутый выше) для Android. См. Как использовать ThreeTenABP… .

Как сказал Джон Скит :

«Использовать Joda Time» почти всегда является лучшим ответом на любой вопрос, касающийся «как мне достичь X с помощью java.util.Date/Calendar?»

Итак, начнем (предполагая, что вы только что заменили все свои new Date()на new DateTime().toDate())

//Change to specific time
DateTimeUtils.setCurrentMillisFixed(millis);
//or set the clock to be a difference from system time
DateTimeUtils.setCurrentMillisOffset(millis);
//Reset to system time
DateTimeUtils.setCurrentMillisSystem();

Если вы хотите импортировать библиотеку с интерфейсом (см. Комментарий Джона ниже), вы можете просто использовать Prevayler's Clock , который предоставит реализации, а также стандартный интерфейс. Полная банка составляет всего 96 КБ, поэтому она не должна разбивать банк ...

Хотя использование некоторого шаблона DateFactory кажется приятным, он не распространяется на библиотеки, которые вы не можете контролировать - представьте себе аннотацию Validation @Past с реализацией, основанной на System.currentTimeMillis (такая есть).

Вот почему мы используем jmockit, чтобы напрямую имитировать системное время:

import mockit.Mock;
import mockit.MockClass;
...
@MockClass(realClass = System.class)
public static class SystemMock {
    /**
     * Fake current time millis returns value modified by required offset.
     *
     * @return fake "current" millis
     */
    @Mock
    public static long currentTimeMillis() {
        return INIT_MILLIS + offset + millisSinceClassInit();
    }
}

Mockit.setUpMock(SystemMock.class);

Поскольку невозможно получить исходное разблокированное значение миллис, вместо этого мы используем нано-таймер - это не связано с настенными часами, но здесь достаточно относительного времени:

// runs before the mock is applied
private static final long INIT_MILLIS = System.currentTimeMillis();
private static final long INIT_NANOS = System.nanoTime();

private static long millisSinceClassInit() {
    return (System.nanoTime() - INIT_NANOS) / 1000000;
}

Существует задокументированная проблема: с HotSpot время возвращается в норму после ряда вызовов - вот отчет о проблеме: http://code.google.com/p/jmockit/issues/detail?id=43

Чтобы преодолеть это, мы должны включить одну конкретную оптимизацию HotSpot - запустить JVM с этим аргументом -XX:-Inline.

Хотя это может быть не идеально для производственной среды, это просто отлично для тестов и абсолютно прозрачно для приложений, особенно когда DataFactory не имеет смысла для бизнеса и вводится только из-за тестов. Было бы неплохо иметь встроенную опцию JVM для работы в разное время, жаль, что это невозможно без подобных хаков.

Полная история находится в моем сообщении в блоге здесь: http://virgo47.wordpress.com/2012/06/22/changing-system-time-in-java/

Полный удобный класс SystemTimeShifter представлен в сообщении. Класс можно использовать в ваших тестах, или его можно очень легко использовать в качестве первого основного класса перед вашим настоящим основным классом, чтобы запустить ваше приложение (или даже весь сервер приложений) в другое время. Конечно, это в основном предназначено для целей тестирования, а не для производственной среды.

РЕДАКТИРОВАТЬ Июль 2014: JMockit сильно изменился в последнее время, и вы обязательно будете использовать JMockit 1.0, чтобы использовать это правильно (IIRC). Определенно не может обновиться до последней версии, где интерфейс полностью отличается. Я думал о том, чтобы встраивать только необходимое, но поскольку нам это не нужно в наших новых проектах, я вообще не занимаюсь этим.

Powermock отлично работает. Просто использовал это, чтобы издеваться System.currentTimeMillis().

Используйте аспектно-ориентированное программирование (АОП, например AspectJ), чтобы сплести класс System так, чтобы он возвращал предопределенное значение, которое вы можете установить в своих тестовых примерах.

Или переплетите классы приложений, чтобы перенаправить вызов System.currentTimeMillis()или new Date()на другой собственный служебный класс.

java.lang.*Однако создание системных классов ( ) немного сложнее, и вам может потребоваться выполнить автономное переплетение для rt.jar и использовать отдельный JDK / rt.jar для ваших тестов.

Это называется двоичным переплетением, и есть также специальные инструменты для переплетения системных классов и обхода некоторых проблем с ним (например, загрузка виртуальной машины может не работать)

На самом деле нет способа сделать это непосредственно в виртуальной машине, но вы могли бы что-нибудь, чтобы программно установить системное время на тестовой машине. В большинстве (всех?) ОС для этого есть команды командной строки.

Рабочий способ переопределения текущего системного времени для целей тестирования JUnit в веб-приложении Java 8 с EasyMock, без Joda Time и без PowerMock.

Вот что вам нужно сделать:

Что нужно сделать в тестируемом классе

Шаг 1

Добавьте новый java.time.Clockатрибут к тестируемому классу MyServiceи убедитесь, что новый атрибут будет правильно инициализирован со значениями по умолчанию с помощью блока создания экземпляра или конструктора:

import java.time.Clock;
import java.time.LocalDateTime;

public class MyService {
  // (...)
  private Clock clock;
  public Clock getClock() { return clock; }
  public void setClock(Clock newClock) { clock = newClock; }

  public void initDefaultClock() {
    setClock(
      Clock.system(
        Clock.systemDefaultZone().getZone() 
        // You can just as well use
        // java.util.TimeZone.getDefault().toZoneId() instead
      )
    );
  }
  { 
    initDefaultClock(); // initialisation in an instantiation block, but 
                        // it can be done in a constructor just as well
  }
  // (...)
}

Шаг 2

Вставьте новый атрибут clockв метод, который вызывает текущую дату и время. Например, в моем случае мне пришлось выполнить проверку того, произошла ли ранее дата, хранящаяся в базе данных LocalDateTime.now(), которую я заменил LocalDateTime.now(clock), например:

import java.time.Clock;
import java.time.LocalDateTime;

public class MyService {
  // (...)
  protected void doExecute() {
    LocalDateTime dateToBeCompared = someLogic.whichReturns().aDate().fromDB();
    while (dateToBeCompared.isBefore(LocalDateTime.now(clock))) {
      someOtherLogic();
    }
  }
  // (...) 
}

Что нужно сделать в тестовом классе

Шаг 3

В тестовом классе создайте объект фиктивных часов и вставьте его в экземпляр тестируемого класса непосредственно перед вызовом тестируемого метода doExecute(), а затем сбросьте его обратно сразу после этого, например:

import java.time.Clock;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.OffsetDateTime;
import org.junit.Test;

public class MyServiceTest {
  // (...)
  private int year = 2017;
  private int month = 2;
  private int day = 3;

  @Test
  public void doExecuteTest() throws Exception {
    // (...) EasyMock stuff like mock(..), expect(..), replay(..) and whatnot

    MyService myService = new MyService();
    Clock mockClock =
      Clock.fixed(
        LocalDateTime.of(year, month, day, 0, 0).toInstant(OffsetDateTime.now().getOffset()),
        Clock.systemDefaultZone().getZone() // or java.util.TimeZone.getDefault().toZoneId()
      );
    myService.setClock(mockClock); // set it before calling the tested method

    myService.doExecute(); // calling tested method 

    myService.initDefaultClock(); // reset the clock to default right afterwards with our own previously created method

    // (...) remaining EasyMock stuff: verify(..) and assertEquals(..)
    }
  }

Проверьте его в режиме отладки, и вы увидите, что дата 3 февраля 2017 года была правильно введена в myServiceэкземпляр и использована в инструкции сравнения, а затем была правильно сброшена на текущую дату с помощью initDefaultClock().

На мой взгляд, может работать только неинвазивное решение. Особенно, если у вас есть внешние библиотеки и большая база устаревшего кода, нет надежного способа имитировать время.

JMockit ... работает только ограниченное количество раз

PowerMock & Co ... необходимо имитировать клиентов для System.currentTimeMillis (). Опять инвазивный вариант.

Из этого я вижу, что упомянутый подход javaagent или aop прозрачен для всей системы. Кто-нибудь сделал это и мог указать на такое решение?

@jarnbjo: не могли бы вы показать код javaagent, пожалуйста?

Если вы используете Linux, вы можете использовать основную ветку libfaketime или во время тестирования совершить 4ce2835 .

Просто установите переменную окружения, указав время, которое вы хотите использовать для имитации своего Java-приложения, и запустите его с помощью ld-preloading:

# bash
export FAKETIME="1985-10-26 01:21:00"
export DONT_FAKE_MONOTONIC=1
LD_PRELOAD=/usr/local/lib/faketime/libfaketimeMT.so.1 java -jar myapp.jar

Вторая переменная среды имеет первостепенное значение для приложений Java, которые в противном случае зависли бы. На момент написания ему требуется главная ветка libfaketime.

Если вы хотите изменить время управляемой службы systemd, просто добавьте следующее в свои переопределения файла модуля, например, для elasticsearch это будет /etc/systemd/system/elasticsearch.service.d/override.conf:

[Service]
Environment="FAKETIME=2017-10-31 23:00:00"
Environment="DONT_FAKE_MONOTONIC=1"
Environment="LD_PRELOAD=/usr/local/lib/faketime/libfaketimeMT.so.1"

Не забудьте перезагрузить systemd с помощью `systemctl daemon-reload

Если вы хотите имитировать метод, имеющий System.currentTimeMillis()аргумент, вы можете передать anyLong()класс Matchers в качестве аргумента.

PS Я могу успешно запустить свой тестовый пример, используя вышеуказанный трюк, и просто поделиться более подробной информацией о моем тесте, что я использую фреймворки PowerMock и Mockito.