每天进步一点点——Linux系统时间来处理

在32位Linux系统中。time_t是一个有符号整数，能够表示的日期范围从1901年12月13日20时45分52秒至2038年1月19日03:14:07。因此，32位系统的机器都将面临2038年的问题。当然这我们不必操心。到了2038年，我相信这些系统早已升级为64位或者很多其它位的系统了。

只是有些寿命更长的嵌入式设备，可能还会受到此问题的影响。

#include <sys/time.h>

// Return 0 on success, or -1 on error
int gettimeofday (struct timeval* tv, struct timezone* tz);

tv所指向的结构体例如以下
struct timeval {
time_t tv_sec; /* Seconds since 00:00:00,
1 Jan 1970 UTC*/
susecond_t tv_usec; /* Additional microseconds
(long int)*/
};
gettimeofday()函数提供到微秒级的精度并存储于tv_usec中，这种精度对大多数程序来说已经可以满足。

在x86-64平台上，gettimeofday()不是系统调用，而是在用户态实现的，没有上下文切换和陷入内核的开销，因此其速度是比較快的[1]。

參数tz是一个历史产物，在早期的UNIX系统实现中使用其来获取系统的时区信息，眼下已被废弃。因此在调用时始终置为NULL。

#include <time.h>

// Returns number of seconds since the Epoch, or (time_t)-1 on error
time_t time (time_t* timep);

假设timep參数不为NULL，那么还会将自Epoch以来的的秒数置于timep所指向的位置中。可是在日常使用中我们都採用简单的调用方式t = time (NULL)。从函数说明上能够得知gettimeofday()的准确度要比time()要高。

#include <time.h>

// Returns pointer to statically allocated string terminated by newline and \0 on success,
or NULL on error
char* ctime (const time_t* timep);

把一个指向time_t的指针作为timep參数传入函数，将返回一个长达26个字节的字符串，内含标准格式的日期和时间，例如以下：
Wed May 14 15:22:34 2014
该字符串包括换行符合终止空字节各一。ctime()函数在进行行转换时会自己主动对本地时区和DST设置加以考虑。返回的字符串经由静态分配的。因此无需调用free函数，正因如此。该函数是不可重入的（非线程安全的）。线程安全的版为ctime_r()。

struct tm {
int tm_sec; /*Seconds
(0-60)*/
int tm_min; /*Minites
(0-59)*/
int tm_hour; /*Hours
(0-23)*/
int tm_mday; /*Day
of the month (1-31)*/
int tm_mon; /*Month
(1-12)*/
int tm_year; /*Year
since 1900*/
int tm_wday; /*Day
of the week (Sunday = 0)*/
int tm_yday; /*Day
in the year (0-365; 1 Jan = 0)*/
int tm_isdst; /*Daylight
saving time flag > 0: DST is in effect; = 0:
DST is not effect; < 0: DST information not available*/

};
结构体tm将日期和时间分解成多个独立的字段，这样能方便程序获取不同的字段值来处理。

字段tm_sec的上限为60而不是59。这种设计主要是考虑闰秒。偶尔用其将人类日历调整至精确的天文年（所谓的回归年）。假设程序中定义了_BSD_SOURCE測试宏，那么有glibc定义的tm结构还会包含两个字段，一个为long
int tm_gmtoff。用于表示时间超出UTC以东的秒数，一个为const char* tm_zone，用于表示时区的缩写（比如：CEST为欧洲中部夏令时间）。

gmtime()和localtime()两个函数可将time_t转换成struct tm。gmtime()直接将time_t分解成UTC时间的tm，localtime()须要考虑时区和夏令时的设置，详细声明例如以下：
#include <time.h>

// Both return a pointer to a statically allocated broker-down time structure on success,
or NULL on error
struct tm* gmtime (const time_t
*timep);
struct tm* localtime (const time_t
*timep);
以上两个函数都是非线程安全的，线程安全版本号为gmtime_r()和localtime_r()

mktime()函数能够将struct tm转换成time_t，其声明例如以下：
#include <time.h>

// Returns seconds since the Epoch corresponding to timeptr on success, or (time_t)-1 on
error
time_t mktime (struct tm *timeptr);
该函数可能会改动timeptr相应的值，至少会确保对tm_wday和tm_yday字段的设置，确保这些字段与其它字段可以相互相应起来。

同一时候，mktime()在进行转换时会对时区进行设置。此外，DST设置的使用与否取决于输入字段tm_isdst的值。

若tm_isdst为0，则将这一时间视为标准时间（即，忽略夏令时）
若tm_isdst大于0，则将这一时间视为夏令时
若tm_isdst小于0，则试图判定DST在每年的这一时间是否生效。这往往是众望所归的设置

#include <time.h>

// Returns pointer to statically allocated string terminated by newline and \0 on success,
or NULL on error
char* asctime (const struct tm
*timeptr);

与ctime()相比，本地时区的设置对asctime()没有影响。

其返回的指针所指向的是由静态分配的字符串，因此其不是线程安全的，线程安全的版本号为asctime_r()，输出结果大概例如以下：
Wed May 14 16:43:21 CET 2014

asctime()函数返回的是一个固定形式的字符串。有时为了更易于理解，程序不想仅局限于这种字符串，于是Linux中提供了strftime()函数，声明例如以下：
#include <time.h>

// Returns number of bytes placed in outstr (excluding terminating null bytes) on success,
or 0 on error
size_t strftime (char *outstr, size_t maxsize, const
char *format, const struct tm *timeptr);

outstr中返回的字符串依照format參数定义的格式做了格式化，maxsize则是ourstr的最大长度，假设成功则将格式化后的内容写入outstr所指向的缓冲区中。然后返回字符串的真实长度。含终止空字节，假设真实长度超过了maxsize參数的大小，那么返回0以表示出错。且无法确定outstr的内容。

參数format是一个字符串，类似于printf()參数。

具体值在此不做具体解释，能够google。

strptime()函数与strftime()函数正好相反。其能够将包括日期和时间的字符串转换成struct tm，声明例如以下：
#define _XOPEN_SOURCE
#include <time.h>

// Returns pointer to next unprocessed character in str on success, or NULL on error
char* strptime (const char *str, const
char *format, struct tm *timeptr);

函数strptime()依照format參数内容对由日期和时间组成的字符串str加以解析，并将转换后的数值存储于timeptr所指的缓存中。假设成功。返回指向str中下一个还未解析过的字符。假设所给的str无法和format相相应。则会解析失败，返回NULL。以示错误。最后还需注意，strptime()函数不会设置tm中的tm_isdst字段。

时区文件格式记叙于tzfile(5)手冊页，其创建可通过zic(8)（时区信息编译器。zone information compiler）工具来完毕。zdump(8)命令可依据指定时区文件里的时区来显示当前时间

char *tzname[2]; /*Name
of timezone and alternate (DST) timezone*/
int daylight; /*Nonzero
if there is an alternate (DST) timezone*/
long timezone; /*Seconds
difference between UTC and local standard time*/