muduo網路庫學習筆記(1)：Timestamp類

時間戳一般用來唯一地標識某一刻的時間，通常是指格林威治時間1970年01月01日00時00分00秒(北京時間1970年01月01日08時00分00秒)起至現在的總毫秒數。

muduo網路庫對時間戳Timestamp類也進行了封裝。

Timestamp類類圖：

由類圖可知，Timestamp類的引數有一個常量kMicroSecondsPerSecond表示每秒所對應的微秒數，成員變數microSecondsSinceEpoch_表示到1970-01-01 00:00:00 UTC的微秒數。成員函式包括swap()交換操作，toString()、toFormattedString()將時間轉換為string型別或指定格式，valid()判斷Timestamp是否有效，invalid()返回一個無效的Timestamp，now()返回當前時間的Timestamp，secondsSinceEpoch()/microSecondsSinceEpoch()返回到1970-01-01 00:00:00 UTC的秒數/微秒數。

程式碼中的一些要點如下：
(1)Timestamp類繼承自boost::less_than_comparable <T>模板類
只要實現 <，即可自動實現>,<=,>=

(2)使用到了BOOST_STATIC_ASSERT，編譯時斷言
我們一般使用的assert是執行時斷言，用一個小例子來理解BOOST_STATIC_ASSERT：

#include <boost/static_assert.hpp>

class Timestamp
{
private: 
    int64_t microSecondsSinceEpoch_;
};

// 編譯時斷言通過
// BOOST_STATIC_ASSERT(sizeof(Timestamp) == sizeof(int64_t));

// 編譯時斷言失敗
BOOST_STATIC_ASSERT(sizeof(int) == sizeof(short));

int main(void)
{
    return 0;
}

編譯上述例子，在編譯時就會報錯

(3)gmtime和gmtime_r函式
用法：
struct tm *gmtime(const time_t *timep);
struct tm *gmtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);

gmtime(執行緒不安全的)是把日期和時間轉換為格林威治(GMT)時間的函式。將引數timep 所指的time_t 結構中的資訊轉換成真實世界所使用的時間日期表示方法，然後將結果由結構tm返回。使用gmtime後要立即處理結果，否則返回的指標指向的內容可能會被覆蓋。一個好的方法是使用gmtime_r（執行緒安全的），gmtime_r()函式功能與此相同，但是它可以將資料儲存到使用者提供的結構體中，由於使用了使用者分配的記憶體，是不會出錯的。

節選muduo原始碼中的使用示例：

string Timestamp::toFormattedString() const
{
  char buf[32] = {0};
  time_t seconds = static_cast<time_t>(microSecondsSinceEpoch_ / kMicroSecondsPerSecond);  // 秒數
  int microseconds = static_cast<int>(microSecondsSinceEpoch_ % kMicroSecondsPerSecond);
  struct tm tm_time;  // 微秒數

  // 把time_t結構中的資訊轉換成真實世界所使用的時間日期，儲存在tm_time結構中
  gmtime_r(&seconds, &tm_time);

  // 格式化輸出時間戳
  snprintf(buf, sizeof(buf), "%4d%02d%02d %02d:%02d:%02d.%06d",
      tm_time.tm_year + 1900, tm_time.tm_mon + 1, tm_time.tm_mday,
      tm_time.tm_hour, tm_time.tm_min, tm_time.tm_sec,
      microseconds);
  return buf;
}

(4)函式引數採用值傳遞
例如：

inline Timestamp addTime(Timestamp timestamp, double seconds)
{
  int64_t delta = static_cast<int64_t>(seconds * Timestamp::kMicroSecondsPerSecond);
  return Timestamp(timestamp.microSecondsSinceEpoch() + delta);
}

類物件作為引數傳遞並不一定採用引用傳遞更高效，這裡採用值傳遞，是因為Timestamp類只包含一個型別為int64_t的資料成員microSecondsSinceEpoch_，所以我們可以把Timestamp物件看作是一個64位（8位元組）的整數。引數傳遞的過程中，會把引數傳遞到一個8位元組的暫存器中而不是傳遞到堆疊當中（在對應的64位平臺），它的效率會更高。

(5)使用PRId64
int64_t用來表示64位整數，在32位系統中是long long int，在64位系統中是long int,所以列印int64_t的格式化方法是：

printf(“%ld”, value);  // 64bit OS
printf("%lld", value); // 32bit OS

這種做法是不可移植的。

跨平臺的做法：

// C++使用PRID64，需要兩步：
// 包含標頭檔案：<inttypes.h>
// 定義巨集：__STDC_FORMAT_MACROS，可以通過編譯時加-D__STDC_FORMAT_MACROS，或者在包含檔案之前定義這個巨集。
#define __STDC_FORMAT_MACROS
#include <inttypes.h>
#undef __STDC_FORMAT_MACROS 

printf("%" PRId64 "\n", value);  

(6)物件語義和值語義

值語義：值語義是指物件的拷貝與原物件無關，拷貝之後就與原物件脫離關係，彼此獨立互不影響（深拷貝）。C++中的內建型別都是值語義，比如說int。值語義的一個巨大好處是生命期管理很簡單。

物件語義：物件語義指的是物件導向意義下的物件。
物件拷貝要麼是禁止的(Noncopyable) ，要麼一個物件被系統標準的複製方式複製後，與被複制的物件之間依然共享底層資源，對任何一個的改變都將改變另一個（淺拷貝）。比如，Thread 是物件語義，拷貝 Thread 是無意義的，也是被禁止的：因為 Thread 代表執行緒，拷貝一個Thread物件並不能讓系統增加一個一模一樣的執行緒。

物件語義物件生命期不容易控制，一般通過智慧指標來解決。智慧指標實際上是將物件語義轉化為值語義，利用區域性物件（智慧指標）的確定性析構，智慧指標包括auto_ptr, shared_ptr, weak_ptr, scoped_ptr。