20181030 DBSCシンポジウム 情報システムと時間の表現
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情報システムが時間に与える影響をサマータイムと2038年問題を中心に
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20181030 DBSCシンポジウム 情報システムと時間の表現
- 3. そもそも サマータイム（夏時間）とは • 夏の長い日照時間を活用するため 夏に「時計を早める」制度 （普通は１時間…だが組織委案は2時間） • 主な目的は「節電」「省エネ」「CO2削減」 •元々第一次大戦中の燃料節約がきっかけで広がる •決して暑さ対策ではない • 国連加盟国の1/3で実施（60カ国） • G7で現在実施していないのは我が国だけ
- 4. 主に北米と欧州で実施 By Paul Eggert CC-BY-SA-3.0, via Wikimedia Commons 実施中 過去に 実施 実施経験 なし 主に暑い国
- 5. 導入→廃止→繰り返す導入論 • 戦後GHQ指導により1948年に突然導入 主権回復に伴い4年で廃止 • 高度成長期：エネルギー不足で導入論が高まる • 1990年代から具体化策が繰り返す…日経見ると • 1995年3月4日 「サマータイム、立法化の動き強まる」 • 1999年2月23日 「参院の超党派議連、サマータイム２００１年度導入、議員立法提出へ。」 • 2001年4月18日 「サマータイム、２００３年導入へ、環境省、法案を来年提出」 • 2004年9月25日 「サマータイム法案提出へ。」 • 2005年4月27日 「サマータイム法案、今国会に提出へ――自公が合意、２００７年導入めざす。」 • 2008年5月30日 サマータイム「１０年導入を」、超党派で法案提出へ、省エネ・経済効果見込む。 • 2008年は本当に提出されそうだったが直前に止まる
- 7. 当時の私のつぶやき…
- 9. 今回伝えられてたサマータイム案 • 6月最初の週末から8月最後の週末まで • 2時間繰り上げ • 例えば2019年実施なら… •2019年6月2日（日）午前2時になると 午前4時に2時間飛ばす •2019年9月1日（日）午前4時になると 午前2時までもう一度戻る • よって9月1日2時～4時は2回繰り返す 9月1日3時、さてどっち？
- 10. 導入効果：メリット・デメリット • メリット • オリンピック競技の暑さ対策？？ • 節電＆省エネ効果？CO2削減？ • 防犯になる？ • 経済効果？？ • 第一生命経済研究所の永浜利広首席エコノミストの試算 「個人消費が押し上げられ、年７０００億円の経済効果」 • システム改修も経済効果？ • デメリット • 社会的混乱？健康被害？ • システム改修による負担？影響？？ これが 伝わらない もどかしさ
- 12. いや、今は2年でも無理では？ • 「時計の自動設定」を行う機器が格段に増えた • 1999年長波JJY開始 2006年NICT NTPサービス開始 • さらに、今はまさにIoT時代ではないか！ • 「時計の自動設定」技術的に意味するところが 理解されていないのでは？ • 時計は協定世界時を自動設定し機器側が時差を足す ＝機器側のソフト修正なしにサマータイム対応は不可能 • ソフトがネット修正可能な機器ばかりではない • サマータイムに対応したアプリ開発を 理解できないプログラマは多そう… • 教育からやらなくちゃいけないんじゃないの？？ こらあかん
- 17. 大きな反省 • EUの廃止論がなければ危なかった？ • システムにかかる負荷に対しての 認知が少なすぎないか？ • これを機に 「時間とシステム」について 認識を新たにしよう！
- 19. 不定形な時間の流れ処理 • 通常あり得ない時間の流れ （特に「逆行する時刻」）を 処理する際に起きる問題 • 時刻補正問題 • プログラムが動いているまま時刻補正すると 時刻が急に進んだり遅れたりすることによりバグを誘発 • 特に時刻が戻る場合に問題 • うるう秒問題 • うるう秒では1秒以下の時刻において逆戻りが発生 • サマータイムやタイムゾーン補正でも ローカルタイムしか処理してないと起きる
- 21. 時間の流れがシステムトラブル： サマータイムで狂うエアコン • 組み込み機器でRTCの時間が現地時間 • RTCの時間を長波JJYにより自動設定 • 機器は次のような挙動 •連続的に温度を測定する •温度が前の測定値より3度上がる・下がると エアコンを動かして温度を下げる・上げる • そのパワーを温度の時間変化で決める
- 26. 新元号問題 • 幸いいつ始まるかは確定 • 問題は「表示問題」「データ問題」 •文字幅は確定するか？ •合字の文字コードを計算で得てないか？ • ㍻ ㍼ ㍽ ㍾はU+337Bから連続で割られているので 例えば平成=4, 昭和=3…明治=1とコード化されていれば U+337F-codeで取れた • しかしU+337Aは使用済み •そもそも元号を上記のようなコードで データ化していないか？
- 28. 祝日対応問題 • 来年は祝日がとても変則的になるが 祝日処理は問題にならないか？ • もともと祝日はフレキシブル • 特に春分秋分の日は正式には政令で決める • よってもともと計算ではなく データで処理するようにするべき • 一応国が提供してくれてる…csvで… http://www.data.go.jp/data/dataset/cao_ 20160323_0068
- 29. プログラムの夏時間対応のために • 時刻合わせ • システムに入ってくる時刻供給源を全部洗い、 正しく設定されるか確かめる必要 • タイムゾーン更新と設定（OS時刻） • アプリケーションでの対応 • 夏時間でも現地時間を取得できるか • 年2回の夏時間移行日に正しく動くか • データの健全性（特に通信電文） • DB内に書かれている時刻は日本時想定？ • 電文内の時刻が日本時である場合どうする？
- 30. 余談：欧米人でもミスる Githubで DST issueや “Daylight Saving Time” “Summer Time” で探すと いっぱい 見つかる… DST issue 約5万件 “Summer Time” 約5千件
- 34. OS時刻の戦略 日本標準時(JST)：日本時/現地時 （主に組み込みや家電） 世界協定時(UTC)：世界時＋ タイムゾーン情報（TZ情報） （Windows＆Unix 含むiOS, Android)
- 36. タイムゾーン情報とは？ • tzinfo, zoneinfoなどとも呼ぶ • ある地域の時間が… • 世界協定時から何時間ずれているか？ • 夏時間があるかないか？ • あるとすれば、毎年いつ始まり、いつ終わるか？ • 夏時間の幅は何時間か？ • …を蓄積したデータベース • 有名なtz databaseはボランティア管理だったが 著作権問題発生後、現在ICANNが管理 http://www.iana.org/time-zones • WindowsやUNIX系は持っているので 素直に設定に任せて現地時間を取ればいい
- 37. タイムゾーン情報の維持は重要 アップデートをしくじると… • 2007年 米国でサマータイムの期間変更 • これに対応するため WindowsUpdate等が行われたが 従わなかったパソコン等で 時間がずれるトラブルが頻発 http://www.edgeblog.net/2007/daylight-saving-time-the-year-2007-problem/ 多くのベンダがパッチを提供してる。 他にfirewalls, routers, switches, NTP appliances, time clocks, PBX systems, IVR/ACD systems, cell phones, PDAs, photo copiers, fax machinesほか の、ネットからの時刻を必要とする/理解す る機器への対応を忘れるな。
- 38. OSが正しく現地時を知っていれば • 何も考えずに現地時を入手するべき •Cで言えばUNIXTIMEを自分で何とかするな localtime()をちゃんと使え • しかし世の中にはローカルタイムを 自分で作っちゃう人がいる… •Cでtime値に60*60*9を足す人 •JavaScriptでDate.now()を得て 1000*60*60*9を足す人 • Dateオブジェクトは現地時間を知ってるのに！ • どうしても時差が欲しいならgetTimezoneOffset()
- 40. 一般のデータの時刻タイムゾーン • 書き込まれるファイルやデータが どの時間なのか •OSは基本的に世界時で動いている •書き込み時間は「世界時」か「現地時」か • 通信の中の時刻問題 •本来は世界時でやるのがよいが ローカルタイムという定義が多数 • その「現地時」は夏時間を考慮しているか？ • 対応すると夏時間からの復帰時に時間が重複
- 41. 特にEDI（電子データ交換） • 例えば全銀EDI（ZEDI） • 日付情報は基本的にISO8601形式 • 例：2017-03-06T09:05:01.045Z • 時差は必須ではない(現地時と判断） • ビジネスIDなるものがあり 依頼を一意に特定できる受付番号を設定する。 • 日付時刻番号で生成“YYYYMMDDhhmmssnnnnnnn” • これ…夏時間からの復帰時にダブリの可能性が • NewsML • 日本新聞協会規格では配信日時はJST決め打ち…
- 42. 切り替え日にかかわる問題 • 1日が24時間でない日が年に2回 • つまり1日＝60*60*24秒ではない！ • 毎日の処理を「60*60*24秒ごと」に やろうとするとハマる • 消える時間、増える時間が存在する • 例えば切り替え時間が夜中2時の時は 夏時間になる日は2時～3時が消え 夏時間から戻る日は2時～3時が2回ある • …cronは大丈夫？ • Vixieのcronはちゃんと「ごまかす」が、 それでもジョブ実行に必要な時間が確保できるか不明
- 43. 時刻データの精度や範囲 • ストレージの中の時刻問題 •データベースの時刻はどう保存されてる？ •ファイルシステムの時刻の精度は？ • 例：NTFSは世界時保管 100ナノ秒精度（ただしOSはミリ秒） FATは現地時保管 最終更新は2秒精度 ext2/3は世界時（32bit UNIXTIME）保管 精度は1秒 •それぞれタイムゾーンの概念はあるか？ • 通信文でも同様の問題 •例えばJCA手順では日付は6桁の数字！ • 2000年は乗り越えたけど3000年問題？！
- 44. データベースの時間・時刻 Oracleの場合 型名 格納 サイズ(B) 説明 最遠の過去 最遠の未来 精度 Date 7バイト 日付と時刻両方 （時間帯なし） 4713 BC 9999 AD 1秒 timestamp [ (p=0~9) ] 7～11 バイト 日付と時刻両方 （時間帯なし） 4713 BC 9999 AD 秒以下 p桁 timestamp [ (p=0~9) ] with time zone 13バイト 日付と時刻両方、 時間帯付き 4713 BC -14:00 9999 AD +12:00 秒以下 p桁 timestamp [ (p=0~9) ] with local time zone 7～11 バイト 日付と時刻両方 （時間帯なし） 4713 BC 9999 AD 秒以下 p桁 interval year [ (p=0~9) ] to month 5バイト 年月の期間 (pは年の桁数) 0 999999999年 月 interval day [ (p=0~9) ] to second [ (q=0~9) ] 11バイト 日秒の期間 (pは日の桁数) 0 999999999日 秒以下 q桁 https://docs.oracle.com/cd/E57425_01/121/SQLRF/sql_elements001.htm
- 45. PostgreSQLの場合 型名 格納 サイズ 説明 最遠の過去 最遠の未来 精度 timestamp [ (p) ] [ without time zone ] 8 バイト 日付と時刻両方 （時間帯なし） 4713 BC 294276 AD 1μ秒、 14桁 timestamp [ (p) ] with time zone 8バイト 日付と時刻両方、 時間帯付き 4713 BC 294276 AD 1μ秒、 14桁 date 4バイト 日付（時刻なし） 4713 BC 5874897 AD 1日 time [ (p) ] [ without time zone ] 8バイト 時刻（日付なし） 00:00:00 24:00:00 1μ秒、 14桁 time [ (p) ] with time zone 12バイト その日の時刻のみ、 時間帯付き 00:00:00+1459 24:00:00-1459 1μ秒、 14桁 interval [ fields ] [ (p) ] 16バイト 時間間隔 -178000000年 178000000年 1μ秒、 14桁 https://www.postgresql.jp/document/9.4/html/datatype-datetime.html
- 46. MySQLの場合(5.6.4以降) 型名 格納 サイズ 説明 最遠の過去 最遠の未来 精度 date 3バイト 日付（時刻なし） 1000 AD 9999 AD 1日 datetime [ (p=0~6) ] 5～8 日付時刻 1000 AD 9999 AD 秒以下 p桁 timestamp [ (p=0~6) ] 4～7 日付時刻 1970 AD 2038-01-19 03:14:07.99… 秒以下 p桁 time [ (p) ] 3～6 時刻（日付なし） -838:59:59 838:59:59 .999999 秒以下 p桁 year 1バイト 年 1901 AD 2155 AD 1年 https://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/ja/date-and-time-types.html
- 47. 2038年問題 • 世の中実は割とUNIXTIMEに依存 • そのUNIXTIMEを32bit Integerで 保管するシステムが多数… •time_tがint32だったりすると… • 2038年1月19日3時14分7秒で終わり
- 48. どうすればいいのか？ • time_tをuint32にすればいい？ •延命はできるがバグが怖い • 符号なし整数の減算 time_a – time_b の値が Cだと負にならない！ • time_tをint64にすればいい？ •すでにデータ構造や通信文に 埋め込まれている場合がある • MySQLのTIMESTAMP型 • Linuxのファイルシステムext2/ext3のタイムスタンプ