Unix时间和日期

Unix内核通过计算从1970年1月1日0点0分0秒纪元（UTC）开始经过的秒数来提供的基本时间和日期服务。在用户层，这个值是以time_t（在Unix中以t结尾的数据类型被称作基本系统数据类型，int的定义类型）数据类型标识的，一般被称作日历时间（calendar time），并通过函数time获得当前的值。

time函数原型：

#include 
time_t time(time_t *timeptr);

如果参数timeptr不为NULL的话则返回值也保存在它所指向的内存空间中。发生错误的话返回-1。

当获取这个值后，就可以通过调用其他函数来将它转换成可读的日期和时间，它们之间的关系如下图（来自Unix高级环境编程）：

struct tm结构为：

 struct tm {        
     int  tm_sec;     // 秒 [0 - 60]
     int  tm_min;     // 分 [0 - 59] 
     int  tm_hour;    // 小时 [0 - 23] 
     int  tm_mday;    // 一月中的天数 [1 - 31] 
     int  tm_mon;     // 月 [0 - 11]
     int  tm_year;    // 从1900 年开始过的年数
     int  tm_wday;    // 星期 [0 - 6] 
     int  tm_yday;    // 一年中的天数 [0 - 365] 
     int  tm_isdst;   // 夏令时标志 <0不可用, 0非夏令时, >0为夏令时
   };

localtime、gmtime和mktime的函数原型

#include 
struct tm *gmtime(const time_t *calptr);
struct tm *localtime(const time_t *calptr);
time_t mktime(struct tm *tmptr);

localtime函数将日历时间转换成本地时间而购买time则转换为UTC时间，mktime则将本地时间转换为日历时间。

函数ctime和actime分别以time_t和struct tm的指针数据类型为参数，返回可读性很好的时间表示字符串，函数原型为

#include 
char *asctime(const struct tm *tmptr);
char *ctime(const time_t *calptr);

strftime函数类似于snprintf函数，但它是专用于存储转换时间和日期的，并定义有特定的format，函数原型：

#include 
size_t strftime(char *restrict buf, size_t maxsize, const char *restrict format, const struct tm *restrict tmptr);

前3个参数和snprintf函数相同，第四个参数为struct tm结构体（通常由time函数获得），具体的format可以通过manpage 3获得。

上述的所有函数只能提供秒级的精度，如果想获得更高的精度，则可以使用函数gettimeofday（微秒级精度）和clock_gettime函数（纳秒级精度）。不过它们都是基于单独的Unix规范和POSIX规范的。

gettimeofday函数原型和相关数据结构

#include 
int gettimeofday(struct timeval *restrict tp, void *restrict tzp);

struct timeval {
           time_t tv_sec;    // 秒
           long   tv_usec;   // 微秒
};

参数tzp在目前单独Unix规范中只能是NULL。

clock_gettime函数：

#include 
int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);

struct timespec {
    time_t tv_sec;  // 秒
    long    tv_nsec;  // 纳秒
};

参数clk_id标识特定的时钟（系统时钟，进程特定时钟，线程特定时钟等），系统时钟所有进程可见。根据系统实现（硬件软件）的不同，获得的精度可能也是不同的，可以通过函数clock_getres获得特定系统的精度，而函数clock_settime则可以设定时钟，具体可从manpage 3获取。

将clk_id置为CLOCK_REALTIME则可以获得当前具体时间（从纪元开始）。