如何在Rust中实现带chrono时区的泛型Clock时钟接口？

问题核心原因 #

你混淆了 chrono 中的时区类型和时区实例的对应关系：TimeZone 是 trait，所有实现该 trait 的类型（比如Utc、Local、chrono_tz中预定义的各国时区）都有对应的零大小单例实例，可以直接获取使用，不需要手动构造。
另外你当前的 Clock trait 设计不符合 trait 对象安全要求：没有&self接收者的关联函数无法通过dyn Clock调用，需要先调整。

调整后的完整实现 #

1. 修正Clock trait #

use chrono::{DateTime, TimeZone, Utc};

/// 满足计时需求的内部时钟trait
/// 部分测试环境中可以使用存根时钟实现
pub trait Clock<Tz: TimeZone> {
  fn now(&self) -> DateTime<Tz>;
}

新增&self参数，保证可以构造dyn Clock<Tz> trait 对象用于其他结构体持有。

2. 实现系统时钟 #

chrono 所有预定义时区类型都实现了Default trait，直接通过默认构造就能拿到对应时区的单例实例，零运行时开销：

/// 可稳定返回指定时区系统时间的时钟实现
#[derive(Debug, Default, Clone, Copy)]
struct SystemClock<Tz: TimeZone + Default> {
  tz: Tz,
}

impl<Tz: TimeZone + Default> Clock<Tz> for SystemClock<Tz> {
  /// 返回当前时间
  fn now(&self) -> DateTime<Tz> {
    Utc::now().with_timezone(&self.tz)
  }
}

3. 存根时钟实现示例（用于历史数据重放） #

/// 存根时钟，固定返回预设的历史时间
struct StubClock<Tz: TimeZone> {
  fixed_time: DateTime<Tz>,
}

impl<Tz: TimeZone> Clock<Tz> for StubClock<Tz> {
  fn now(&self) -> DateTime<Tz> {
    self.fixed_time.clone()
  }
}

使用示例 #

使用UTC时区的系统时钟 #

let utc_clock = SystemClock::<Utc>::default();
let current_utc_time = utc_clock.now();

使用指定时区的系统时钟（需要引入chrono_tz库） #

use chrono_tz::Asia::Shanghai;
let shanghai_clock = SystemClock::<Shanghai>::default();
let current_shanghai_time = shanghai_clock.now();

使用存根时钟重放历史时间 #

let test_time = Utc.with_ymd_and_hms(2024, 5, 1, 12, 0, 0).unwrap();
let stub_clock = StubClock { fixed_time: test_time };
// 无论什么时候调用都返回2024-05-01T12:00:00Z
let replay_time = stub_clock.now();

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Luke Sneeringer