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Linux下的時間

1、Linux下的時間 1.1、Linux下的時間系統 1.2、Linux下與時間有關的數據結構 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(傳說中的標志 Unix 時代開

1、Linux下的時間
        1.1、Linux下的時間系統
        1.2、Linux下與時間有關的數據結構

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(傳說中的標志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范圍: 

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

1970+68.0958 = 2038.0958 
1970-68.0958 = 1901.9042 

時間范圍為[1901.9042,2038.0958]。 

        准確的時間為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下與時間有關的數據結構

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()的函數 
time_t time(time_t *t);
這個函數會傳回從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。 

        對某些需要較高精准度的需求,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格式時間函數 

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環境變數來在一台機器中,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。 


文字時間格式函數 

char * asctime(struct tm *tp); 
char * ctime(struct tm *tp); 
這兩個函數都轉換時間格式為標准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
        延時可以采用如下函數:
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」的信號。 
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信號而設,在指定的時間seconds秒後,將向進程本身發送SIGALRM信號,又稱為鬧鐘時間。進程調用alarm後,任何以前的alarm()調用都將無效。如果參數seconds為零,那麼進程內將不再包含任何鬧鐘時間。如果調用alarm()前,進程中已經設置了鬧鐘時間,則返回上一個鬧鐘時間的剩余時間,否則返回0。

        示例:
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

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,支持3種類型的定時器:

ITIMER_REAL :  以系統真實的時間來計算,它送出SIGALRM信號。 
ITIMER_VIRTUAL :  以該行程真正有執行的時間來計算,它送出SIGVTALRM信號。 
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信號。 
Setitimer()第一個參數which指定定時器類型(上面三種之一);第二個參數是結構itimerval的一個實例;第三個參數可不做處理。
Setitimer()調用成功返回0,否則返回-1。

 下面是關於setitimer調用的一個簡單示范,在該例子中,每隔一秒發出一個SIGALRM,每隔0.5秒發出一個SIGVTALRM信號::
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>

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(;;)
  ;
}


 該例子的屏幕拷貝如下:

?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信號機制基本上是從Unix系統中繼承過來的。早期Unix系統中的信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信號叫做"不可靠信號",信號值小於SIGRTMIN(Red hat 7.2中,SIGRTMIN=32,SIGRTMAX=63)的信號都是不可靠信號。這就是"不可靠信號"的來源。它的主要問題是:進程每次處理信號後,就將對信號的響應設置為默認動作。在某些情況下,將導致對信號的錯誤處理;因此,用戶如果不希望這樣的操作,那麼就要在信號處理函數結尾再一次調用signal(),重新安裝該信號。

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