linux时间编程

1. time_t

time_t记录自1970年1月1日凌晨以来的秒数，在Linux/Unix上定义为long int类型，在32位系统上，time_t最多只能记录2,147,483,647秒，也就是说到了2038年将会产生溢出，但在64位系统上不会出现此问题。

time_t time(time_t *t);

例子如下：

 #include <stdio.h>
 #include <time.h>

 int main(void)
 {
         time_t sec;

         sec = time(NULL);

         printf("%ld\n", sec);

         return 0;
 }

time函数返回自1970年1月1日凌晨以来的秒数，参数t可以为NULL。同时还提供了一个函数difftime，原型如下：

double difftime(time_t time1, time_t time0);

用于比较两个time_t类型的值。

2. struct tm
由time_t可以知道，操作系统使用的是long int类型的值来存储时间，但对于用户来说肯定是不好理解，所以就有了这里的struct tm类型，定义如下：

struct tm {
    int tm_sec;         /* seconds */
    int tm_min;         /* minutes */
    int tm_hour;        /* hours */
    int tm_mday;        /* day of the month */
    int tm_mon;         /* month */
    int tm_year;        /* year */
    int tm_wday;        /* day of the week */
    int tm_yday;        /* day in the year */
    int tm_isdst;       /* daylight saving time */
};
-----------------------------------------------------------------
 tm_sec         |       秒，范围是0~59。                        
 tm_min         |       分，范围是0~59。                        
 tm_hour        |       时，范围是0~23。                        
 tm_mday        |       日，范围是1~31。                        
 tm_mon         |       月，范围是0~11，注意是0到11。           
 tm_year        |       年，自1900以来的年数。                  
 tm_wday        |       星期几，从星期天开始计算，范围是0~6。
 tm_yday        |       一年中的哪一天，0~365。                 
 tm_isdst       |       夏令时间（DST）的一个标志。             
-----------------------------------------------------------------

那怎么能得到这个时间呢，有两个函数gmtime和localtime，原型如下：

struct tm *gmtime(const time_t *timep);
struct tm *localtime(const time_t *timep);

例子如下：

 #include <stdio.h>
 #include <time.h>

 int main(void)
 {
         const char *const days[] = {"星期天", "星期一", "星期二",
                                 "星期三", "星期四", "星期五", "星期六"};
         time_t sec;

         struct tm *n;

         sec = time(NULL);

         n = localtime(&sec);

         printf("%d年 %d月 %d日 %s %d:%d:%d\n",
                         n->tm_year + 1900,
                         n->tm_mon + 1,
                         n->tm_mday,
                         days[n->tm_wday],
                         n->tm_hour,
                         n->tm_min,
                         n->tm_sec);

         return 0;
 }

那么gmtime和localtime两个函数有什么不同的呢，gmtime获取的是UTC时间，localtime获取的是当前系统的时间。

再介绍两个函数，ctime和asctime，原型如下：

char *ctime(const time_t *timep);
char *asctime(const struct tm *tm);

例子如下：

 #include <stdio.h>
 #include <time.h>

 int main(void)
 {
         time_t sec;

         sec = time(NULL);

         printf("%s\n", ctime(&sec));

         return 0;
 }

上面程序执行结果如下：
Mon Nov 11 17:40:34 2013
也就说ctime函数将time_t类型的值转换为一个时间相关的字符串，而asctime同ctime函数不同的是，asctime的参数为strut tm类型指针，而ctime的参数为time_t类型的指针，只是参数类型不一样，但是结果都是一样的，都是获取一个时间相关的字符串。

那既然有time函数将time_t值转换为struct tm类型值，那自然也有将struct tm类型值转换为time_t类型的值，函数为mktime，原型为：

time_t mktime(struct tm *tm);

3. 关于获取和设置系统时钟
前面使用的是time来获取一个时间值，但是它的精度只能达到秒级，如果只是做一个日历足够了，但是如果想获取更精确的时间呢，比如想计算程序的执行时间，显然time函数不能满足我们的要求，那就只能使用这里的gettimeofday函数了，原型如下：
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);
其中struct timeval结构类型定义如下：

struct timeval {
	time_t      tv_sec;	/* seconds */
	suseconds_t tv_usec;	/* microseconds */
};

struct timeval结构类型提供了一个微秒级成员tv_usec，它的类型同样是一个整型类型。
而gettimeofday函数的tz参数用于获取时区信息，在Linux中通常设置为NULL，程序例子如下：

 #include <stdio.h>
 #include <sys/time.h>

 int main(void)
 {
         struct timeval tv;
         int ret;

         ret = gettimeofday(&tv, NULL);
         if (ret) {
                 perror("gettimeofday");
         } else {
                 printf("seconds=%ld useconds=%ld\n",
                         (long)tv.tv_sec, (long)tv.tv_usec);
         }

         return 0;
 }

gettimeofday函数如果获取失败，返回-1值，同时设置errno为EFAULT。

那如何去设置设置系统时钟呢？这里要介绍两个函数，同time和gettimeofday对应，stime和settimeofday，原型如下：

int stime(time_t *t);
int settimeofday(const struct timeval *tv, const struct timezone *tz);

只是settimeofday设置的时间比stime更精确罢了。

4. 关于睡眠延时
睡眠延时先介绍两个函数sleep和usleep，原型如下：

unsigned int sleep(unsigned int seconds);
int usleep(useconds_t usec);

sleep用于睡眠多少秒，而usleep为睡眠多少微妙。
使用这两个函数需要包含头文件unistd.h。

5. 定时器
alarm函数原型如下：
unsigned alarm(unsigned seconds);
例子如下：

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

 void alarm_handler(int signum)
 {
         printf("Five seconds passed!\n");
 }

 void func(void)
 {
         signal(SIGALRM, alarm_handler);
         alarm(5);

         pause();
 }

 int main(void)
 {
         func();

         return 0;
 }

程序将在5秒之后执行alarm_handler函数，这里还使用了pause函数，用于挂起进程直到捕捉到一个信号时才退出。注意alarm一次只能发送发送一个信号，如果要再次发送信号，需要重新调用alarm函数。

除了alarm外，还可以使用setitimer来设置定时器，使用getitimer来获取定时器的状态，原型如下：

int setitimer(int which, const struct itimerval *restrict value,
              struct itimerval *restrict ovalue);
int getitimer(int which, struct itimerval *value);

需要包含头文件sys/time.h

which参数有三种取值：

ITIMER_REAL	按实际时间记时，时间到了之后发送SIGALRM信号，相当于alarm。
ITIMER_VIRTUAL	仅当进程执行时才进行记时，发送SIGVTALRM信号。
ITIMER_PROF	当进程执行时和系统执行该进程时都记时，发送的是SIGPROF信号。

struct itimerval用来指定定时时间，定义如下：

struct itimerval {
	struct timerval it_interval;	/* next value */
	struct timerval it_value;	/* current value */
};

struct timeval结构前面都见过了，这里就不再描述了。
在setitimer函数中，ovalue如果不为空，则保留上次调用设置的值。例子如下：

 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>
 #include <signal.h>
 #include <sys/time.h>

 void alarm_handler(int signo)
 {
         printf("Timer hit!\n");
 }

 void foo(void)
 {
         struct itimerval delay;
         int ret;

         signal(SIGALRM, alarm_handler);

         delay.it_value.tv_sec = 1;
         delay.it_value.tv_usec = 0;
         delay.it_interval.tv_sec = 1;
         delay.it_interval.tv_usec = 0;
         ret = setitimer(ITIMER_REAL, &delay, NULL);
         if (ret) {
                 perror("setitimer");
                 return;
         }

         while (1);
 }

 int main(void)
 {
         foo();

         return 0;
 }

程序将每隔一秒钟调用一次alarm_handler函数，注意这里将delay.it_interval.tv_sec设置为了1，当it_value中的值减到零时，将产生一个信号，并将it_value的值设置为it_interval，然后又重新开始记时