linux中時間相關的函式介紹

1、Linux下的時間
1.1、Linux下的時間系統
1.2、Linux下與時間有關的資料結構

2、獲得當前時間

3、延時

4、定時器
4.1、alarm
4.2、setitimer


1、Linux下的時間
1.1、Linux下的時間系統
UNIX及Linux的時間系統是由"新紀元時間"Epoch(傳說中的標誌Unix時代開端的那個拂曉)開始計算起，單位為秒，Epoch則是指定為1970年一月一日凌晨零點零分零秒，格林威治時間。
目前大部份的UNIX系統都是用32位來記錄時間，正值表示為1970以後，負值則表示1970年以前。我們可以很簡單地計算出其時間範圍：

2^31/86400(s) = 24855.13481(天) ~ 68.0958(年)

1970+68.0958 = 2038.0958
1970-68.0958 = 1901.9042

時間範圍為[1901.9042,2038.0958]。

準確的時間為2038年一月十八日星期一晚上十點十四分七秒。那一刻，時間將會轉為負數，變成1901年十二月十三日黑色星期五下午三點四十五分五十二 秒，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，並沒有所謂Y2K問題，不過都有2038年問題。


1.2、Linux下與時間有關的資料結構

struct timeval {
int tv_sec;
int tv_usec;
};
其中tv_sec是由凌晨開始算起的秒數，tv_usec則是微秒(10E-6 second)。

struct timezone {
int tv_minuteswest;
int tv_dsttime;
};
tv_minuteswest是格林威治時間往西方的時差，tv_dsttime則是時間的修正方式。

struct timespec
{
long int tv_sec;
long int tv_nsec;
};
tv_nsec是nano second(10E-9 second)。

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，在[0,61]之間，多出來的兩秒是用來處理跳秒問題用的。
tm_min表「分」數，在[0,59]之間。
tm_hour表「時」數，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「日光節約時間」。

struct itimerval {
struct timeval it_interval;
struct timeval it_value;
};
it_interval成員表示間隔計數器的初始值，而it_value成員表示間隔計數器的當前值。


2、獲得當前時間
在所有的UNIX下，都有個time()的函式
time_t time(time_t *t);
這個函式會傳回從epoch開始計算起的秒數，如果t是non-null，它將會把時間值填入t中。

對某些需要較高精準度的需求，Linux提供了gettimeofday()。
int gettimeofday(struct timeval * tv,struct timezone *tz);
int settimeofday(const struct timeval * tv,const struct timezone *tz);

struct tm格式時間函式

struct tm * gmtime(const time_t * t);
轉換成格林威治時間。有時稱為GMT或UTC。

struct tm * localtime(const time_t *t);
轉換成本地時間。它可以透過修改TZ環境變數來在一臺機器中，不同使用者表示不同時間。

time_t mktime(struct tm *tp);
轉換tm成為time_t格式，使用本地時間。

tme_t timegm(strut tm *tp);
轉換tm成為time_t格式，使用UTC時間。

double difftime(time_t t2,time_t t1);
計算秒差。


文字時間格式函式

char * asctime(struct tm *tp);
char * ctime(struct tm *tp);
這兩個函式都轉換時間格式為標準UNIX時間格式。
Mon May 3 08:23:35 1999

ctime一率使用當地時間，asctime則用tm結構內的timezone資訊來表示。

size_t strftime(char *str,size_t max,char *fmt,struct tm *tp);
strftime有點像sprintf，其格式由fmt來指定。

%a : 本第幾天名稱，縮寫。
%A : 本第幾天名稱，全稱。
%b : 月份名稱，縮寫。
%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 : 當天第幾個小時，24小時制，由零算起。
%I : 當天第幾個小時，12小時制，由零算起。
%j : 當年第幾天，由零算起。
%m : 當年第幾月，由零算起。
%M : 該小時的第幾分，由零算起。
%p : AM或PM。
%S : 該分鐘的第幾秒，由零算起。
%U : 當年第幾，由第一個日開始計算。
%W : 當年第幾，由第一個一開始計算。
%w : 當第幾日，由零算起。
%x : 當地日期。
%X : 當地時間。
%y : 兩位數的年份。
%Y : 四位數的年份。
%Z : 時區名稱的縮寫。
%% : %符號。

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 : 讀取兩位數年份。
%Y : 讀取四位數年份。

下面舉一個小例子，說明如何獲得系統當前時間：
time_t now;
struct tm *timenow;
char strtemp[255];

time(&now);
timenow = localtime(&now);
printf("recent time is : %s n", asctime(timenow));


3、延時
延時可以採用如下函式：
unsigned int sleep(unsigned int seconds);
sleep()會使目前程式陷入「冬眠」seconds秒，除非收到「不可抵」的訊號。
如果sleep()沒睡飽，它將會返回還需要補眠的時間，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的實作sleep()的功能，它將不會等待任何事件發生。

int nanosleep(struct timespec *req,struct timespec *rem);
nanosleep會沉睡req所指定的時間，若rem為non-null，而且沒睡飽，將會把要補眠的時間放在rem上。


4、定時器
4.1、alarm
如果不要求很精確的話，用 alarm() 和 signal() 就夠了
unsigned int alarm(unsigned int seconds)
專門為SIGALRM訊號而設，在指定的時間seconds秒後，將向程式本身傳送SIGALRM訊號，又稱為鬧鐘時間。程式呼叫alarm後，任何以前 的alarm()呼叫都將無效。如果引數seconds為零，那麼程式內將不再包含任何鬧鐘時間。如果呼叫alarm（）前，程式中已經設定了鬧鐘時間， 則返回上一個鬧鐘時間的剩餘時間，否則返回0。

示例：
#include
#include
#include

void sigalrm_fn(int sig)
{
/* Do something */
printf("alarm!n");

alarm(2);
return;
}

int main(void)
{
signal(SIGALRM, sigalrm_fn);
alarm(2);

/* Do someting */
while(1) pause();
}


4.2、setitimer
int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue));
setitimer()比alarm功能強大，支援3種型別的定時器：

ITIMER_REAL : 以系統真實的時間來計算，它送出SIGALRM訊號。
ITIMER_VIRTUAL : 以該行程真正有執行的時間來計算，它送出SIGVTALRM訊號。
ITIMER_PROF : 以行程真正有執行及在核心中所費的時間來計算，它送出SIGPROF訊號。
Setitimer()第一個引數which指定定時器型別（上面三種之一）；第二個引數是結構itimerval的一個例項；第三個引數可不做處理。
Setitimer()呼叫成功返回0，否則返回-1。

下面是關於setitimer呼叫的一個簡單示範，在該例子中，每隔一秒發出一個SIGALRM，每隔0.5秒發出一個SIGVTALRM訊號：：
#include
#include
#include
#include
#include
#include

int sec;
void sigroutine(int signo){

switch (signo){
case SIGALRM:
printf("Catch a signal -- SIGALRM n");
signal(SIGALRM, sigroutine);
break;
case SIGVTALRM:
printf("Catch a signal -- SIGVTALRM n");
signal(SIGVTALRM, sigroutine);
break;
}
return;
}

int main()
{
struct itimerval value, ovalue, value2;

sec = 5;
printf("process id is %d ", getpid());
signal(SIGALRM, sigroutine);
signal(SIGVTALRM, sigroutine);
value.it_value.tv_sec = 1;
value.it_value.tv_usec = 0;
value.it_interval.tv_sec = 1;
value.it_interval.tv_usec = 0;
setitimer(ITIMER_REAL, &value, &ovalue);

value2.it_value.tv_sec = 0;
value2.it_value.tv_usec = 500000;
value2.it_interval.tv_sec = 0;
value2.it_interval.tv_usec = 500000;
setitimer(ITIMER_VIRTUAL, &value2, &ovalue);
for(;;)
;
}


該例子的螢幕複製如下：

localhost:~$ ./timer_test
process id is 579
Catch a signal – SIGVTALRM
Catch a signal – SIGALRM
Catch a signal – SIGVTALRM
Catch a signal – SIGVTALRM
Catch a signal – SIGALRM
Catch a signal –GVTALRM


注意：Linux訊號機制基本上是從Unix系統中繼承過來的。早期Unix系統中的訊號機制比較簡單和原始，後來在實踐中暴露出一些問題，因此，把那些 建立在早期機制上的訊號叫做"不可靠訊號"，訊號值小於SIGRTMIN(Red hat 7.2中，SIGRTMIN=32，SIGRTMAX=63)的訊號都是不可靠訊號。這就是"不可靠訊號"的來源。它的主要問題是：程式每次處理訊號後， 就將對訊號的響應設定為預設動作。在某些情況下，將導致對訊號的錯誤處理；因此，使用者如果不希望這樣的操作，那麼就要在訊號處理函式結尾再一次呼叫 signal()，重新安裝該訊號。