Linux下的时间（ZZ)

1、Linux下的时间
   1.1、Linux下的时间系统
   1.2、Linux下与时间有关的数据结构

2、获得当前时间

3、延时

4、定时器
   4.1、alarm
   4.2、setitimer

1、Linux下的时间
1.1、Linux下的时间系统
   UNIX及Linux的时间系统是由"新纪元时间"Epoch(计算机时代开端)开始计算起，单位为秒，Epoch则是指定为1970年1月1日凌晨零点零分零秒，格林威治(GMT)时间。
   目前大部份的UNIX系统都是用32位来记录时间，正值表示为1970以後，负值则表示1970年以前。我们可以很简单地计算出其时间范围： 

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

1970+68.0958 = 2038.0958 
1970-68.0958 = 1901.9042 

时间范围为[1901.9042,2038.0958]。 

    准确的时间为2038年1月18日星期一晚上十点十四分七秒。那一刻，时间将会转为负数，变成1901年12月13日黑色星期五下午三点四十五分五十二秒，这就是所谓的UNIX 2038 BUG，或者您也可戏称为Jason hatchet bug。在大部份的UNIX上，并没有所谓Y2K问题，不过都有2038年问题。 

1.2、Linux下与时间有关的数据结构

struct timeval { 
    int tv_sec; 
    int tv_usec; 
}; 
其中tv_sec是由Epoch开始算起的秒数，tv_usec则是微秒(10E-6 second)。 

struct timezone { 
    int tv_minuteswest; 
    int tv_dsttime; 
}; 
tv_minuteswest是格林威治时间往西方的时差，tv_dsttime则是时间的修正方式。 

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」数，在[0,61]之间，多出来的两秒是用来处理跳秒问题用的。 
tm_min表「分」数，在[0,59]之间。 
tm_hour表「时」数，在[0,23]之间。 
tm_mday表「本月第几日」，在[1,31]之间。 
tm_mon表「本年第几月」，在[0,11]之间。 
tm_year要加1900表示那一年。 
tm_wday表「本第几日」，在[0,6]之间。 
tm_yday表「本年第几日」，在[0,365]之间，闰年有366日。 
tm_isdst表是否为「日光节约时间」。 

struct  itimerval {
  struct  timeval it_interval;
  struct  timeval it_value;
};
it_interval成员表示间隔计数器的初始值，而it_value成员表示间隔计数器的当前值。

2、获得当前时间
    在所有的UNIX下，都有个time()的函数 
time_t time(time_t *t);
这个函数会传回从epoch开始计算起的秒数，如果t是non-null，它将会把时间值填入t中。 

    对某些需要较高精准度的需求，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格式时间函数 

struct tm * gmtime(const time_t * t); 
转换成格林威治时间。有时称为GMT或UTC。 

struct tm * localtime(const time_t *t); 
转换成本地时间。它可以透过修改TZ环境变数来在一台机器中，不同使用者表示不同时间。 

time_t mktime(struct tm *tp); 
转换tm成为time_t格式，使用本地时间。 

tme_t timegm(strut tm *tp); 
转换tm成为time_t格式，使用UTC时间。 

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

文字时间格式函数 

char * asctime(struct tm *tp); 
char * ctime(struct tm *tp); 
这两个函数都转换时间格式为标准UNIX时间格式。 
Mon May 3 08:23:35 1999 

ctime一率使用当地时间，asctime则用tm结构内的timezone资讯来表示。 

size_t strftime(char *str,size_t max,char *fmt,struct tm *tp); 
strftime有点像sprintf，其格式由fmt来指定。 

%a : 本第几天名称，缩写。 
%A : 本第几天名称，全称。 
%b : 月份名称，缩写。 
%B : 月份名称，全称。 
%c : 与ctime/asctime格式相同。 
%d : 本月第几日名称，由零算起。 
%H : 当天第几个小时，24小时制，由零算起。 
%I : 当天第几个小时，12小时制，由零算起。 
%j : 当年第几天，由零算起。 
%m : 当年第几月，由零算起。 
%M : 该小时的第几分，由零算起。 
%p : AM或PM。 
%S : 该分钟的第几秒，由零算起。 
%U : 当年第几，由第一个日开始计算。 
%W : 当年第几，由第一个一开始计算。 
%w : 当第几日，由零算起。 
%x : 当地日期。 
%X : 当地时间。 
%y : 两位数的年份。 
%Y : 四位数的年份。 
%Z : 时区名称的缩写。 
%% : %符号。 

char * strptime(char *s,char *fmt,struct tm *tp); 
如同scanf一样，解译字串成为tm格式。 

%h : 与%b及%B同。 
%c : 读取%x及%X格式。 
%C : 读取%C格式。 
%e : 与%d同。 
%D : 读取%m/%d/%y格式。 
%k : 与%H同。 
%l : 与%I同。 
%r : 读取"%I:%M:%S %p"格式。 
%R : 读取"%H:%M"格式。 
%T : 读取"%H:%M:%S"格式。 
%y : 读取两位数年份。 
%Y : 读取四位数年份。 

        下面举一个小例子，说明如何获得系统当前时间：
 time_t now;
 struct tm  *timenow;
 char strtemp[255];

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

3、延时
    延时可以采用如下函数：
unsigned int sleep(unsigned int seconds); 
sleep()会使目前程式陷入「冬眠」seconds秒，除非收到「不可抵」的信号。 
如果sleep()没睡饱，它将会返回还需要补眠的时间，否则一般返回零。 

void usleep(unsigned long usec); 
usleep与sleep()类同，不同之处在於秒的单位为10E-6秒。 

int select(0,NULL,NULL,NULL,struct timeval *tv); 
可以利用select的实作sleep()的功能，它将不会等待任何事件发生。 

int nanosleep(struct timespec *req,struct timespec *rem); 
nanosleep会沉睡req所指定的时间，若rem为non-null，而且没睡饱，将会把要补眠的时间放在rem上。 

4、定时器
4.1、alarm
    如果不要求很精确的话，用 alarm() 和 signal() 就够了
 unsigned int alarm(unsigned int seconds)
 专门为SIGALRM信号而设，在指定的时间seconds秒后，将向进程本身发送SIGALRM信号，又称为闹钟时间。进程调用alarm后，任何以前的alarm()调用都将无效。如果参数seconds为零，那么进程内将不再包含任何闹钟时间。如果调用alarm（）前，进程中已经设置了闹钟时间，则返回上一个闹钟时间的剩余时间，否则返回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功能强大，支持3种类型的定时器：

ITIMER_REAL :  以系统真实的时间来计算，它送出SIGALRM信号。 
ITIMER_VIRTUAL :  以该行程真正有执行的时间来计算，它送出SIGVTALRM信号。 
ITIMER_PROF :  以行程真正有执行及在核心中所费的时间来计算，它送出SIGPROF信号。 
Setitimer()第一个参数which指定定时器类型（上面三种之一）；第二个参数是结构itimerval的一个实例；第三个参数可不做处理。
Setitimer()调用成功返回0，否则返回-1。

 下面是关于setitimer调用的一个简单示范，在该例子中，每隔一秒发出一个SIGALRM，每隔0.5秒发出一个SIGVTALRM信号：：
#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(;;)
  ;
}

　该例子的屏幕拷贝如下：

　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信号机制基本上是从Unix系统中继承过来的。早期Unix系统中的信号机制比较简单和原始，后来在实践中暴露出一些问题，因此，把那些建立在早期机制上的信号叫做"不可靠信号"，信号值小于SIGRTMIN(Red hat 7.2中，SIGRTMIN=32，SIGRTMAX=63)的信号都是不可靠信号。这就是"不可靠信号"的来源。它的主要问题是：进程每次处理信号后，就将对信号的响应设置为默认动作。在某些情况下，将导致对信号的错误处理；因此，用户如果不希望这样的操作，那么就要在信号处理函数结尾再一次调用signal()，重新安装该信号。