System.currentTimeMillis除了在主机上手动更改系统时钟外，是否可以通过代码或JVM参数覆盖通过（通过）显示的当前时间？

一点背景：

我们有一个系统，该系统运行许多会计工作，这些工作围绕其当前日期（即每月的1号，每年的1号等）进行逻辑转换。

不幸的是，许多传统代码都调用诸如new Date()或的函数Calendar.getInstance()，而这两个函数最终都调用到System.currentTimeMillis。

出于测试目的，现在，我们不得不手动更新系统时钟，以操纵代码认为正在运行测试的时间和日期。

所以我的问题是：

有没有办法覆盖返回的内容System.currentTimeMillis？例如，要告诉JVM在从该方法返回之前自动添加或减去一些偏移量？

提前致谢！

我强烈建议您不要硬着头皮，而要硬着头皮，重构那个旧代码以使用可替换的时钟。理想情况下，应该使用依赖项注入来完成，但是即使您使用了可替换的单例，您也将获得可测试性。

这几乎可以通过搜索自动实现，并替换为单例版本：

• 替换Calendar.getInstance()为Clock.getInstance().getCalendarInstance()。
• 替换new Date()为Clock.getInstance().newDate()
• 替换System.currentTimeMillis()为Clock.getInstance().currentTimeMillis()

（根据需要等）

迈出第一步后，您可以一次用DI替换单例。

tl; dr

除了通过手动更改主机上的系统时钟之外，是否可以通过代码或使用JVM参数覆盖通过System.currentTimeMillis显示的当前时间？

是。

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

Clock 在java.time中

我们为可插拔时钟替换问题提供了一种新的解决方案，以方便使用人造日期时间值进行测试。该java.time包中的Java 8包含一个抽象类java.time.Clock，有明确的目的：

允许在需要时插入备用时钟

您可以插入自己的实现Clock，尽管您可能会找到已经满足您需要的实现。为了方便起见，java.time包含静态方法以产生特殊的实现。这些替代的实现在测试过程中可能很有价值。

节奏改变

各种 tick…方法产生的时钟以不同的节奏增加当前时刻。

默认值Clock报告的时间在Java 8中的更新频率为毫秒，而在Java 9中的更新时间为纳秒 （取决于您的硬件）。您可以要求以不同的粒度报告真实的当前时刻。

• tickSeconds -整秒增量
• tickMinutes -整分钟增量
• tick-通过传递的Duration参数增加。

错误的时钟

可能存在一些时钟，产生的结果与主机OS硬件时钟的结果不同。

• fixed -报告一个不变的（不增加）时刻作为当前时刻。
• offset-报告当前时刻，但按传递的Duration参数移动。

例如，锁定今年最早的圣诞节的第一刻。换句话说，当圣诞老人和他的驯鹿首次出发时。如今，最早的时区似乎Pacific/Kiritimati在+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 );

使用该特殊的固定时钟始终返回同一时刻。我们在基里蒂马蒂（Kiritimati）取得圣诞节的第一刻，UTC显示的时钟时间早于12月24日的上午10点，即十四小时。

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 [太平洋/基里提马蒂]

请参阅IdeOne.com中的实时代码。

真实时间，不同时区

您可以控制Clock实现分配的时区。这在某些测试中可能很有用。但是我不建议在生产代码中使用此代码，在生产代码中，您应始终明确指定可选参数ZoneId或ZoneOffset参数。

您可以指定UTC为默认区域。

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

您可以指定任何特定的时区。指定适当的时区名称，格式continent/region，如America/Montreal，Africa/Casablanca或Pacific/Auckland。切勿使用3-4字母的缩写，例如EST或，IST因为它们不是真实的时区，不是标准化的，甚至不是唯一的（！）。

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

您可以指定JVM的当前默认时区应为特定Clock对象的默认时区。

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

运行此代码进行比较。请注意，它们都报告同一时刻，时间轴上的同一点。它们只是挂钟时间有所不同；换句话说，三种表达同一事物的方式，三种表达同一时刻的方式。

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

America/Los_Angeles 是运行此代码的计算机上JVM当前的默认区域。

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

zdtClockSystem.toString（）：2016-12-31T15：52：39.750-05：00 [美国/蒙特利尔]

zdtClockSystemDefaultZone.toString（）：2016-12-31T12：52：39.762-08：00 [America / Los_Angeles]

根据Instant定义，该类始终使用UTC。因此，这三个与区域相关的Clock用法具有完全相同的效果。

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

默认时钟

默认情况下用于的实现Instant.now是所返回的实现Clock.systemUTC()。这是未指定时使用的实现Clock。亲自查看Java的预发行版9源代码Instant.now。

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

默认Clock的OffsetDateTime.now和ZonedDateTime.now是Clock.systemDefaultZone()。参见源代码。

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

在Java 8和Java 9之间，默认实现的行为发生了变化。在Java 8中，尽管类具有存储纳秒级分辨率的能力，但当前时刻仅以毫秒级的分辨率捕获。Java 9带来了一个新的实现，该实现能够以纳秒的分辨率捕获当前时刻-当然，这取决于计算机硬件时钟的能力。

关于java.time

该java.time框架是建立在Java 8和更高版本。这些类取代麻烦的老传统日期时间类，如java.util.Date，Calendar，和SimpleDateFormat。

要了解更多信息，请参见Oracle教程。并在Stack Overflow中搜索许多示例和说明。规格为JSR 310。

现在处于维护模式的Joda-Time项目建议迁移到java.time类。

您可以直接与数据库交换java.time对象。使用与JDBC 4.2或更高版本兼容的JDBC驱动程序。不需要字符串，不需要类。Hibernate 5和JPA 2.2支持java.time。java.sql.*

在哪里获取java.time类？

• Java SE 8， Java SE 9， Java SE 10， Java SE 11和更高版本-标准Java API的一部分，具有捆绑的实现。
  • Java 9带来了一些次要功能和修复。
• Java SE 6和 Java SE 7
  • 大多数java.time功能都在ThreeTen- Backport中反向移植到Java 6和7 。
• 安卓系统
  • 更高版本的Android（26+）捆绑了java.time类的实现。
  • 对于较早的Android（<26），称为API desugaring的进程会带来Java.time功能的一部分，而该功能最初不是内置于Android中的。
    • 如果讨价还价不能满足您的需求，则ThreeTenABP项目会将ThreeTen-Backport（如上所述）调整为适用于Android。请参阅如何使用ThreeTenABP…。

正如乔恩·斯凯特（Jon Skeet）所说：

对于任何涉及“如何使用java.util.Date/Calendar实现X的问题”的问题，“使用Joda Time”几乎总是最佳答案。

所以这里去（假设你刚刚更换所有的new Date()用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();

如果要导入具有接口的库（请参见下面的Jon注释），则可以使用Prevayler的Clock，它将提供实现以及标准接口。完整的罐子只有96kB，所以它不会破坏资金...

虽然使用某些DateFactory模式看起来不错，但它并不涵盖您无法控制的库-想象一下Validation批注@Past的实现依赖于System.currentTimeMillis（确实如此）。

这就是为什么我们使用jmockit直接模拟系统时间的原因：

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);

因为不可能达到原始的毫厘秒值，所以我们改用nano计时器-这与挂钟无关，但是相对时间就足够了：

// 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;
}

有一个已记录的问题，就是使用HotSpot之后，经过多次致电后，时间恢复了正常-这是问题报告：http : //code.google.com/p/jmockit/issues/detail?id=43

为了克服这个问题，我们必须打开一个特定的HotSpot优化-使用此参数运行JVM -XX:-Inline。

尽管这对于生产可能不是完美的，但对于测试来说就很好，并且对应用程序来说是绝对透明的，尤其是当DataFactory没有商业意义并且仅由于测试而引入时。内置的JVM选项可以在不同的时间运行会很好，但不幸的是，如果没有这样的技巧，这是不可能的。

完整的故事在我的博客文章中，网址为：http : //virgo47.wordpress.com/2012/06/22/changing-system-time-in-java/

帖子中提供了完整的便捷类SystemTimeShifter。可以在测试中使用该类，也可以将其用作真正的主要类之前的第一个主要类，以便在不同的时间运行您的应用程序（甚至整个应用服务器）。当然，这主要是出于测试目的，而不是针对生产环境。

编辑2014年7月：JMockit最近发生了很大变化，您一定会使用JMockit 1.0正确使用它（IIRC）。绝对不能升级到界面完全不同的最新版本。我当时正在考虑仅内联必要的东西，但是由于我们在新项目中不需要此东西，所以我根本没有开发此东西。

Powermock的效果很好。只是用它来嘲笑System.currentTimeMillis()。

使用面向方面的编程（例如AspectJ）来编织System类以返回可以在测试用例中设置的预定义值。

或编织应用程序类的呼叫重定向到System.currentTimeMillis()或new Date()以其他实用程序类你自己的。

但是，编织系统类（java.lang.*）有点棘手，您可能需要对rt.jar进行离线编织，并使用单独的JDK / rt.jar进行测试。

这被称为二进制编织，并且还有一些特殊的工具可以执行系统类的编织并避免一些问题（例如，引导虚拟机可能无法工作）

确实没有直接在VM中执行此操作的方法，但是您可以通过编程方式在测试计算机上设置系统时间。大多数（所有？）操作系统都具有命令行命令来执行此操作。

在具有EasyMock，没有Joda Time和PowerMock的Java 8 Web应用程序中，为了JUnit测试目的而覆盖当前系统时间的一种有效方法。

这是您需要做的：

在经过测试的课程中需要做什么

第1步

java.time.Clock向测试的类添加新属性，MyService并确保使用实例化块或构造函数将新属性正确初始化为默认值：

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
  }
  // (...)
}

第2步

将新属性clock注入到需要当前日期时间的方法中。例如，在我的情况下，我必须检查存储在dataase中的日期是否发生在之前LocalDateTime.now()，我将其替换为LocalDateTime.now(clock)，如下所示：

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();
    }
  }
  // (...) 
}

测试班需要做什么

第三步

在测试类中，创建一个模拟时钟对象，并在调用被测试方法之前将其注入到测试类的实例中doExecute()，然后立即将其重置，如下所示：

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(..)
    }
  }

在调试模式下进行检查，您会看到2017年2月3日的日期已正确插入myService实例并在比较指令中使用，然后使用正确地将其重置为当前日期initDefaultClock()。

我认为，只有无创解决方案才能奏效。特别是如果您具有外部库和大量的旧代码库，则没有可靠的方法可以节省时间。

JMockit ...仅适用于有限次数

PowerMock＆Co ...需要将客户端模拟为System.currentTimeMillis（）。再次是一种侵入性选择。

从这里我只看到提到的javaagent或aop方法对整个系统都是透明的。是否有人这样做并可能指出这样的解决方案？

@jarnbjo：您能显示一些javaagent代码吗？

如果您正在运行Linux，则可以使用libfaketime的master分支，或者在测试commit 4ce2835时使用。

只需使用您要模拟Java应用程序的时间设置环境变量，然后使用ld-preloading运行它：

# 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

第二个环境变量对于Java应用程序至关重要，否则它将冻结。在撰写本文时，它需要libfaketime的master分支。

如果您想更改systemd托管服务的时间，只需将以下内容添加到您的单位文件替代中，例如对于elasticsearch来说就是/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"

不要忘记使用`systemctl daemon-reload重新加载systemd

如果要模拟具有System.currentTimeMillis()参数的方法，则可以传递anyLong()Matchers类作为参数。

PS：我能够使用上述技巧成功运行我的测试用例，并且可以分享有关我正在使用PowerMock和Mockito框架进行的测试的更多详细信息。