| Linux程式設(shè)計(jì)-29.時(shí)間處理 |
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UNIX及Linux的時(shí)間系統(tǒng)是由「新紀(jì)元時(shí)間」Epoch開(kāi)始計(jì)算起，單位為秒，Epoch則是指定為1970年一月一日凌晨零點(diǎn)零分零秒，格林威治時(shí)間。
目前大部份的UNIX系統(tǒng)都是用32位元來(lái)記錄時(shí)間，正值表示為1970以後，負(fù)值則表示1970年以前。我們可以很簡(jiǎn)單地計(jì)算出其時(shí)間領(lǐng)域：
2^31/86400(s) = 24855.13481(天) ~ 68.0958(年)
1970+68.0958 = 2038.0958
1970-68.0958 = 1901.9042
時(shí)間領(lǐng)域?yàn)閇1901.9042,2038.0958]。
準(zhǔn)確的時(shí)間為2038年一月十八日星期一晚上十點(diǎn)十四分七秒。那一刻，時(shí)間將會(huì)轉(zhuǎn)為負(fù)數(shù)，變成1901年十二月十三日黑色星期五下午三點(diǎn)四十五分五十二秒，然後Jason就會(huì)跑出來(lái)用斧頭砸掉您的電腦。
這就是所謂的UNIX 2038 BUG，或者您也可戲稱為Jason hatchet bug。在大部份的UNIX上，并沒(méi)有所謂Y2K問(wèn)題，不過(guò)都有2038年問(wèn)題。
在一些64位元的平臺(tái)上，例如Digital Alpha、SGI、Sparc等等，則用64位元來(lái)表示時(shí)間。
2^63/86400 ~ 1E14(天) ~ 2.92E11(年)
大約是292億年。
因此，使用64位元的電腦可能會(huì)有Armageddon bug的問(wèn)題。屆時(shí)位於獵戶座旋臂的太陽(yáng)，已經(jīng)是黑矮星或暗黑物質(zhì)，獵戶座旋臂大概也已經(jīng)被重力波震斷，銀河系大概則已經(jīng)變成小型似星體了。
雖然許多人認(rèn)為UNIX的2038年問(wèn)題會(huì)隨著科技的進(jìn)步，而將電腦逐步汰換成64位元電腦，因此無(wú)須擔(dān)心。但我個(gè)人相信，在2038年，依然會(huì)
有許多狀況出現(xiàn)。因?yàn)椋褪聦?shí)而言，目前許多UNIX系統(tǒng)都有足夠的能力服役到2038年而毫無(wú)問(wèn)題。因此，如果有意添購(gòu)電腦主機(jī)，而且有預(yù)期會(huì)使用到那
個(gè)時(shí)候，最好是選購(gòu)64位元電腦，確認(rèn)只有世界末日問(wèn)題（除非您想要把資料流傳給下一個(gè)宇宙，那就要另當(dāng)別論了）。
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取得目前時(shí)間
在所有的UNIX下，都有個(gè)time()的函數(shù)
#include
time_t time(time_t *t);
這個(gè)函數(shù)會(huì)傳回從epoch開(kāi)始計(jì)算起的秒數(shù)，如果t是non-null，它將會(huì)把時(shí)間值填入t中。
對(duì)某些需要較高精準(zhǔn)度的需求，Linux提供了gettimeofday()。
#include
#include
int gettimeofday(struct timeval * tv,struct timezone *tz);
int settimeofday(const struct timeval * tv,const struct timezone *tz);
struct timeval {
int tv_sec;
int tv_usec;
};
其中tv_sec是由凌晨開(kāi)始算起的秒數(shù)，tv_usec則是微秒(10E-6 second)。
struct timezone {
int tv_minuteswest;
int tv_dsttime;
};
tv_minuteswest是格林威治時(shí)間往西方的時(shí)差，tv_dsttime則是時(shí)間的修正方式。
在Linux下timezone的使用已經(jīng)廢除而不再使用。因?yàn)橛性S多地區(qū)都有日光節(jié)約時(shí)間，日光節(jié)約時(shí)間的使用與否，往往與無(wú)可預(yù)測(cè)的政治因素相關(guān)，沒(méi)有簡(jiǎn)單的方法來(lái)實(shí)作這項(xiàng)設(shè)計(jì)。
在sys/time.h中，有三個(gè)有用的巨集用於操作timeval：
#define timerisset(tvp) ((tvp)->tv_sec || (tvp)->tv_usec)
#define timercmp(tvp, uvp, cmp)
((tvp)->tv_sec cmp (uvp)->tv_sec ||
(tvp)->tv_sec == (uvp)->tv_sec &&
(tvp)->tv_usec cmp (uvp)->tv_usec)
#define timerclear(tvp) ((tvp)->tv_sec = (tvp)->tv_usec = 0)
timerisset檢查tvp是否有被設(shè)定值進(jìn)去，timercmp比較時(shí)間，timerclear設(shè)tvp為零。
cmp為比較操作子如">"、"<"、"=="等等。
在POSIX.1b的即時(shí)處理標(biāo)準(zhǔn)中允許較高的時(shí)間解析度。
struct timespec
{
long int tv_sec;
long int tv_nsec;
};
tv_nsec是nano second(10E-9 second)。
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時(shí)間表述
電腦使用秒及epoch來(lái)表示其時(shí)間，但對(duì)人腦來(lái)說(shuō)實(shí)在太殘忍一點(diǎn)，大概沒(méi)有人可以用人腦來(lái)計(jì)算。因此，UNIX下提供了其它兩種基本方式來(lái)表述時(shí)間，struct tm及文字格式時(shí)間。
struct tm
{
int tm_sec;
int tm_min;
int tm_hour;
int tm_mday;
int tm_mon;
int tm_year;
int tm_wday;
int tm_yday;
int tm_isdst;
};
tm_sec表「秒」數(shù)，在[0,61]之間，多出來(lái)的兩秒是用來(lái)處理跳秒問(wèn)題用的。
tm_min表「分」數(shù)，在[0,59]之間。
tm_hour表「時(shí)」數(shù)，在[0,23]之間。
tm_mday表「本月第幾日」，在[1,31]之間。
tm_mon表「本年第幾月」，在[0,11]之間。
tm_year要加1900表示那一年。
tm_wday表「本第幾日」，在[0,6]之間。
tm_yday表「本年第幾日」，在[0,365]之間，閏年有366日。
tm_isdst表是否為「日光節(jié)約時(shí)間」。
struct tm格式時(shí)間函數(shù)
struct tm * gmtime(const time_t * t);
轉(zhuǎn)換成格林威治時(shí)間。有時(shí)稱為GMT或UTC。
struct tm * localtime(const time_t *t);
轉(zhuǎn)換成本地時(shí)間。它可以透過(guò)修改TZ環(huán)境變數(shù)來(lái)在一臺(tái)機(jī)器中，不同使用者表示不同時(shí)間。
time_t mktime(struct tm *tp);
轉(zhuǎn)換tm成為time_t格式，使用本地時(shí)間。
tme_t timegm(strut tm *tp);
轉(zhuǎn)換tm成為time_t格式，使用UTC時(shí)間。
double difftime(time_t t2,time_t t1);
計(jì)算秒差。
文字時(shí)間格式函數(shù)
char * asctime(struct tm *tp);
char * ctime(struct tm *tp);
這兩個(gè)函數(shù)都轉(zhuǎn)換時(shí)間格式為標(biāo)準(zhǔn)UNIX時(shí)間格式。
Mon May 3 08:23:35 1999
ctime一率使用當(dāng)?shù)貢r(shí)間，asctime則用tm結(jié)構(gòu)內(nèi)的timezone資訊來(lái)表示。
size_t strftime(char *str,size_t max,char *fmt,struct tm *tp);
strftime有點(diǎn)像sprintf，其格式由fmt來(lái)指定。
%a : 本第幾天名稱，縮寫(xiě)。
%A : 本第幾天名稱，全稱。
%b : 月份名稱，縮寫(xiě)。
%B : 月份名稱，全稱。
%c : 與ctime/asctime格式相同。
%d : 本月第幾日名稱，由零算起。
%H : 當(dāng)天第幾個(gè)小時(shí)，24小時(shí)制，由零算起。
%I : 當(dāng)天第幾個(gè)小時(shí)，12小時(shí)制，由零算起。
%j : 當(dāng)年第幾天，由零算起。
%m : 當(dāng)年第幾月，由零算起。
%M : 該小時(shí)的第幾分，由零算起。
%p : AM或PM。
%S : 該分鐘的第幾秒，由零算起。
%U : 當(dāng)年第幾，由第一個(gè)日開(kāi)始計(jì)算。
%W : 當(dāng)年第幾，由第一個(gè)一開(kāi)始計(jì)算。
%w : 當(dāng)?shù)趲兹?，由零算起?nbsp;
%x : 當(dāng)?shù)厝掌凇?nbsp;
%X : 當(dāng)?shù)貢r(shí)間。
%y : 兩位數(shù)的年份。
%Y : 四位數(shù)的年份。
%Z : 時(shí)區(qū)名稱的縮寫(xiě)。
%% : %符號(hào)。
char * strptime(char *s,char *fmt,struct tm *tp);
如同scanf一樣，解譯字串成為tm格式。
%h : 與%b及%B同。
%c : 讀取%x及%X格式。
%C : 讀取%C格式。
%e : 與%d同。
%D : 讀取%m/%d/%y格式。
%k : 與%H同。
%l : 與%I同。
%r : 讀取"%I:%M:%S %p"格式。
%R : 讀取"%H:%M"格式。
%T : 讀取"%H:%M:%S"格式。
%y : 讀取兩位數(shù)年份。
%Y : 讀取四位數(shù)年份。
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進(jìn)入「冬眠狀態(tài)」：Sleeping
unsigned int sleep(unsigned int seconds);
sleep()會(huì)使目前程式陷入「冬眠」seconds秒，除非收到「不可抵」的信號(hào)。
如果sleep()沒(méi)睡飽，它將會(huì)返回還需要補(bǔ)眠的時(shí)間，否則一般返回零。
void usleep(unsigned long usec);
usleep與sleep()類同，不同之處在於秒的單位為10E-6秒。
int select(0,NULL,NULL,NULL,struct timeval *tv);
可以利用select的實(shí)作sleep()的功能，它將不會(huì)等待任何事件發(fā)生。
int nanosleep(struct timespec *req,struct timespec *rem);
nanosleep會(huì)沉睡req所指定的時(shí)間，若rem為non-null，而且沒(méi)睡飽，將會(huì)把要補(bǔ)眠的時(shí)間放在rem上。
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定時(shí)鬧鐘：Interval Timers
定時(shí)鬧鐘一但啟動(dòng)後，會(huì)定期送信號(hào)給行程，讀者最好要解一下signal的處理。
struct itimerval {
struct timeval * it_interval;
struct timeval * it_value;
};
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
alarm()會(huì)在seconds時(shí)，送出SIGALRM信號(hào)，這不是「定期」的。
int getitimer(int which,struct itimerval *val);
讀取which指定的Timer目前狀態(tài)。
int setitimer(int which,struct itimerval *val,struct itimerval *old);
設(shè)定which指定的Timer目前狀態(tài)。
每個(gè)行程都有三個(gè)定期鬧鐘（which參數(shù)）：
ITIMER_REAL :
以系統(tǒng)真實(shí)的時(shí)間來(lái)計(jì)算，它送出SIGALRM信號(hào)。
ITIMER_VIRTUAL :
以該行程真正有執(zhí)行的時(shí)間來(lái)計(jì)算，它送出SIGVTALRM信號(hào)。
ITIMER_PROF :
以行程真正有執(zhí)行及在核心中所費(fèi)的時(shí)間來(lái)計(jì)算，它送出SIGPROF信號(hào)。 | |
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