一文撸懂python内置的时间模块

time

无参数函数

先解释一下时间戳，所谓时间戳，即自1970年1月1日00:00:00所经历的秒数，然后就可以理解下面的函数了。下面代码默认from time import *

以秒为单位	以纳秒为单位	功能
time()	time_ns()	获取当前时间戳
thread_time()	thread_time_ns()	获取当前线程的CPU时间(不含休眠)
thread_time()	thread_time_ns()	获取当前进程的CPU时间(不含休眠)
monotonic()	monotonic_ns()	获取一个单调时钟的值
perf_counter()	perf_counter_ns()	获取一个计数器的值

上面五组函数中，只有time.time()的值具有绝对的意义，其他值都只具有相对的意义。

通过get_clock_info函数可以查看这些时钟的特性，其输入输出分别为

	implementation	monotonic	adjustable	resolution
'time'	GetSystemTimeAsFileTime()	False	True	0.015625
'thread_time'	GetThreadTimes()	True	False	1e-07
'process_time'	GetProcessTimes()	True	False	1e-07
'monotonic'	GetTickCount64()	True	False	0.015625
'perf_counter'	QueryPerformanceCounter()	True	False	1e-07

其中，

• 如果时钟可以自动更改或由系统管理员手动更改，则adjustable为True，否则为False。
• implementation表示用于获取时钟值的基础C函数的名称。
• 如果时钟不能倒退，则monotonic为 True，否则为 False 。
• resolution表示以秒为单位的时钟分辨率。

接下来可以测试一下这些时钟的特性。

>>> def test(n):
...   aTime = time.time()
...   aTh = time.thread_time()
...   aPr = time.process_time()
...   aMo = time.monotonic()
...   aPe = time.perf_counter()
...   for i in range(int(n)): j = i**2
...   bTime = time.time()
...   bTh = time.thread_time()
...   bPr = time.process_time()
...   bMo = time.monotonic()
...   bPe = time.perf_counter()
...   aStr = f'aTime={
       aTime},aTh={
       aTh},aPr={
       aPr},aMo={
       aMo},aPe={
       aPe}\n'
...   bStr = f'bTime={
       bTime},bTh={
       bTh},bPr={
       bPr},bMo={
       bMo},bPe={
       bPe}'
...   print(aStr+bStr)
...
>>> test(1e6)
aTime=1634625786.136904,aTh=0.03125,aPr=0.03125,aMo=199082.078,aPe=199085.4751224
bTime=1634625786.340363,bTh=0.234375,bPr=0.234375,bMo=199082.281,bPe=199085.6787309
>>> test(1e6)
aTime=1634625789.7817287,aTh=0.234375,aPr=0.234375,aMo=199085.734,aPe=199089.1195357
bTime=1634625789.981198,bTh=0.421875,bPr=0.421875,bMo=199085.921,bPe=199089.3195721
>>> test(1e6)
aTime=1634625796.3934195,aTh=0.421875,aPr=0.421875,aMo=199092.343,aPe=199095.731209
bTime=1634625796.5789576,bTh=0.609375,bPr=0.609375,bMo=199092.531,bPe=199095.9172852
>>>

可清晰地看到，在调用test的间隔中，thread_time和process_time并未发生变化，即二者不计算线程或者进程休眠时的时间。

一般在time模块中，最常用的两个函数分别是time.time()和time.sleep()，前者用于获取时间戳，从而统计程序运行时长；后者则可以暂停线程。

可以通过time.thread_time()来检测sleep函数的功能

>>> def test(n):
...    aTime = time.time()
...    aTh = time.thread_time()
...    aPr = time.process_time()
...    time.sleep(n)
...    bTime = time.time()
...    bTh = time.thread_time()
...    bPr = time.process_time()
...    aStr = f'aTime={
       aTime},aTh={
       aTh},aPr={
       aPr}\n'
...    bStr = f'bTime={
       bTime},bTh={
       bTh},bPr={
       bPr}'
...    print(aStr+bStr)
...
>>> test(1)
aTime=1634649370.2819958,aTh=0.640625,aPr=0.640625
bTime=1634649371.2862759,bTh=0.640625,bPr=0.640625
>>> test(1)
aTime=1634649372.72013,aTh=0.640625,aPr=0.640625
bTime=1634649373.723695,bTh=0.640625,bPr=0.640625
>>> test(1)

时区概念

接下来需要介绍一些有关时间的概念

• GMT：即格林威治标准时间。
• UTC：世界协调时间，比格林威治更精确。
• DST：D即Daylight，表示夏令时。
• CST：美国、澳大利亚、中国、古巴的标准时间。

知道这些时区的概念之后，就能理解time中的常量：

常量	altzone	daylight	tzname	timezone
	时区偏移	如未定义非DST时区，则为0	时区名称	本地时区偏移

struct_time

为了更好地表示时间，time中封装了struct_time类，其成员包括

索引	属性	值	含义
0	tm_year	正整数	年
1	tm_mon	range [1, 12]	月
2	tm_mday	range [1, 31]	月中的日期
3	tm_hour	range [0, 23]	时
4	tm_min	range [0, 59]	分
5	tm_sec	range [0, 61]	秒
6	tm_wday	range [0, 6]，周一为 0	星期即
7	tm_yday	range [1, 366]	在一年中的第几天
8	tm_isdst	0, 1 或 -1	是否为DST
-	tm_zone	时区名称的缩写
-	tm_gmtoff	以秒为单位的UTC以东偏离

在了解struct_time这一数据结构之后，就能读懂下列函数。

	单参函数
gmtime(secs)	将时间戳转化为UTC时间[struct_time格式]
localtime(secs)	将戳转化为本地时间[struct_time格式]
ctime(secs)	将时间戳转化为UTC时间字符串
asctime(secs)	将时间结构体转化为本地时间字符串
mktime	localtime的反函数，将struct_time转为秒数

time.strftime(format[, t])

可以将struct_time通过匹配符进行格式化输出，其转换格式为

名称	含意	名称	含意
%a	星期的缩写	%A	星期的名称
%b	月份缩写	%B	月份名称
%c	适当的日期和时间表示
%d	月中日，范围[01,31]	%j	年中日，范围[001,366]
%H	小时，范围[00,23]	%I	小时，范围[01,12]
%M	分钟，范围[00,59]	%S	秒，范围[00,61]
%p	AM 或 PM
%m	月份，范围[01,12]
%U	年中周数，范围[00,53] 周日作为第一天	%W	同左，周一作为第一天
%w	周中日，范围[0(星期日),6]
%x	适当的日期表示	%X	适当的时间表示
%y	无世纪年份，范围[00,99]	%Y	带世纪的年份
%z	时区偏移
%Z	时区名称
%%	字面的 ‘%’ 字符。

strptime()为其反函数。

例如

>>> t = time.strftime("%a, %d %b %Y %H:%M:%S +0000", gmtime())
>>> t
'Tue, 19 Oct 2021 13:46:37 +0000'
>>> T = time.strptime(t,"%a, %d %b %Y %H:%M:%S +0000")
>>> T
time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=19, tm_hour=13, tm_min=46, tm_sec=37, tm_wday=1, tm_yday=292, tm_isdst=-1)