時間時區概念及常用時間函數

2024-05-09 / taohigo.com / 0浏览

時間時區概念及常用時間函數

時區，為瞭克服時間上的混亂，1884年在華盛頓召開的一次國際經度會議（又稱國際子午線會議）上，規定將全球劃分為24個時區（東、西各12個時區）。規定英國（格林尼治天文臺舊址）為中時區（零時區）、東1-12區，西1-12區，每個時區橫跨經度15度，時間正好是1小時。最後的東、西第12區各跨經度7.5度，以東、西經180度為界。每個時區的中央經線上的時間就是這個時區內統一采用的時間，稱為區時，相鄰兩個時區的時間相差1小時。

硬件時鐘（又稱實時時鐘，也就是RTC），實時時鐘為操作系統提供瞭一個可靠的時間，並且在斷電的情況下，RTC實時時鐘也可以通過電池供電，一直運行下去，用來保存和同步計算機操作系統時間。RTC通過STRB/LDRB這兩個ARM指令向CPU傳送8位數據（BCD碼）。數據包括秒，分，小時，星期，天，月和年。RTC實時時鐘依靠一個外部的石英晶體，產生周期性的脈沖信號，每一個信號到來時，計數器就加1，通過這種方式，完成計時功能。

系統時鐘，操作系統認知的時間，包括時區信息和UTC時間（unix時戳均使用1970年1月1日0時0分0秒到目前的UTC秒數）兩部分，時區信息保存在/etc/localtime文件中，一般由/usr/share/zoneinfo/目錄下的時區文件拷貝或鏈接而來（該目錄包含所有支持的時區文件，修改時區其實是替換/etc/localtime文件，而不是直接修改該文件內容）。UTC時間是UNIX系統所使用的標準時間，不同地區的人使用時顯示的本地時間由UTC+時區而來（也可以說所有Unix/linux操作系統的系統時間都相同，1970年1月1日0時0分0秒到目前的UTC秒數）。

瞭解以上概念我們知道，計算機系統一般包括三個重要的時間（也是容易搞混的時間，通常我們所說的計算機時間應該指的是本地時間，用戶在第一次使用設備時需要選擇時所在區），分別為硬件rtc時間，系統utc時間和本地local時間。三者有以下關系：

硬件rtc時間是在關機或掉電狀態能夠繼續保存的，所以為主導地位，其他時間都可以由該時間計算得來（系統時間在操作系統運行起來後被rtc同步），rtc保存的時間可以有兩種，一是utc時間，二是local時間，以東八區為例：

當rtc時間為utc時間：系統utc時間 = rtc時間，本地local時間 = rtc時間 + 8小時；

當rtc時間為local時間：系統utc時間 = rtc時間 – 8小時，本地local時間 = rtc時間；

兩種設置都可以，沒有明確規定，不過一般Windows和Linux都默認rtc保存local本地時間。

linux時間結構體定義：

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;

};

int tm_sec 代表目前秒數，正常范圍為0-59，但允許至61秒

int tm_min 代表目前分數，范圍0-59

int tm_hour 從午夜算起的時數，范圍為0-23

int tm_mday 目前月份的日數，范圍01-31

int tm_mon 代表目前月份，從一月算起，范圍從0-11

int tm_year 從1900年算起至今的年數

int tm_wday 一星期的日數，從星期一算起，范圍為0-6

int tm_yday 從今年1月1日算起至今的天數，范圍為0-365

int tm_isdst 日光節約時間的旗標

timeval結構定義為:

struct timeval

{

long tv_sec; /*秒*/

long tv_usec; /*微秒*/

};

timezone結構定義為：

struct timezone

{

int tz_minuteswest; /*和Greenwich 時間差瞭多少分鐘*/

int tz_dsttime; /*日光節約時間的狀態*/

};

linux常用時間函數介紹：

1、time（取得當前時間UTC秒數，無時區轉換）

#include<time.h>

time_t time(time_t *t);

這個函數應該算是最常用函數之一，返回UTC標準秒數，沒有時區轉換，在倫敦和上海同時調用這個函數返回值相同。

2、gmtime（獲取當前時間結構，UTC時間，無時區轉換）

#include<time.h>

struct tm *gmtime(const time_t *timep)；struct tm *gmtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);

這兩個函數意思一樣，將timep這個秒數轉換成以UTC時區為標準的年月日時分秒時間。gmtime_r是線程安全的，推薦使用這個。gmtime返回的是一個structtm*，這個指針指向一個靜態的內存，這塊區域是會經常被改動的。你剛調用gmtime()，執行瞭其他幾條命令，然後想使用剛才gmtime()得到struct tm，會發現內容不對瞭，所以很危險，使用gmtime_r後就沒有問題，gmtime_r會將結果保存到你傳入的內存中。

3、localtime（獲取當前時間結構，本地時間，有時區轉換）

#include<time.h>

struct tm *localtime(const time_t * timep);struct tm *localtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);

這兩個函數意思也一樣，會根據時區信息得到本地時間，同樣建議使用localtime_r版本。

4、mktime（將時間結構轉換為UTC秒數，有時區轉換）

#include<time.h>

time_t mktime(struct tm *tm);

將已經根據時區信息計算好的structtm轉換成time_t的秒數。計算出的秒數是以UTC時間為標準的，跟調用time()得到的秒數是同一個概念。

5、gettimeofday（獲取當前時間，UTC時間，精度微妙，無時區轉換）

#include <sys/time.h>

#include <unistd.h>

int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);