Linux系統(tǒng)中時間的獲取和使用

更新時間：2018年11月13日 10:42:19 作者：oscarwin

時間的獲取在我們?nèi)粘９ぷ髦惺墙?jīng)常遇到的，下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Linux系統(tǒng)中時間的獲取和使用的相關(guān)資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，需要的朋友可以參考下

Linux系統(tǒng)時間有兩種。

（1）日歷時間。該值是自協(xié)調(diào)世界時(UTC)1970年1月1日00:00:00這個特定時間以來所經(jīng)過的秒數(shù)累計值?；緮?shù)據(jù)類型用time_t保存。最后通過轉(zhuǎn)換才能得到我們平時所看到的24小時制或者12小時間制的時間。

（2）進(jìn)程時間。也被稱為CPU時間，用以度量進(jìn)程使用的中央處理器資源。進(jìn)程時間以時鐘滴答計算。

本文將給大家詳細(xì)介紹關(guān)于Linux時間的獲取和使用，下面話不多說了，來一起看看詳細(xì)的介紹吧

獲取時間戳

time()

#include <time.h>
time_t time(time_t *calptr)

time返回當(dāng)前時間的時間戳，也就是從世界時到現(xiàn)在的秒數(shù);
time_t實(shí)際就是一個uint64_t；
calptr不為空時，時間戳也會寫入到該指針中；

調(diào)用示例：

#include <time.h>
#include <iostream>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

int main()
{
time_t curTime;
curTime = time(NULL);
cout << curTime << endl;
return 0;
}

結(jié)果：

返回一串?dāng)?shù)值，如1533287924

gettimeofday()和clock_gettime()

time函數(shù)只能得到秒精度的時間，為了獲得更高精度的時間戳，需要其他函數(shù)。gettimeofday函數(shù)可以獲得微秒精度的時間戳，用結(jié)構(gòu)體timeval來保存；clock_gettime函數(shù)可以獲得納秒精度的時間戳，用結(jié)構(gòu)體timespec來保存。

#include <sys/time.h>

int gettimeofday(struct timeval *tp, void *tzp);
因?yàn)闅v史原因tzp的唯一合法值是NULL，因此調(diào)用時寫入NULL即可。

int clock_gettime(clockid_t clock_id, strcut timespec *tsp);
clock_id有多個選擇，當(dāng)選擇為CLOCK_REALTIME時與time的功能相似，但是時間精度更高。

兩個函數(shù)使用的結(jié)構(gòu)體定義如下：

struct timeval
{
long tv_sec; /*秒*/
long tv_usec; /*微秒*/
};

struct timespec
{
time_t tv_sec; //秒
long tv_nsec; //納秒
};

調(diào)用示例：

#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <iostream>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

int main()
{
time_t dwCurTime1;
dwCurTime1 = time(NULL);

struct timeval stCurTime2;
gettimeofday(&stCurTime2, NULL);

struct timespec stCurTime3;
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &stCurTime3);

cout << "Time1: " << dwCurTime1 << "s" << endl;
cout << "Time2: " << stCurTime2.tv_sec << "s, " << stCurTime2.tv_usec << "us" << endl;
cout << "Time3: " << stCurTime3.tv_sec << "s, " << stCurTime3.tv_nsec << "ns" << endl;

return 0;
}

結(jié)果：

編譯時要在編譯命令最后加上-lrt鏈接Real Time動態(tài)庫，如
g++ -o time2 test_time_linux_2.cpp -lrt

Time1: 1533289490s
Time2: 1533289490s, 133547us
Time3: 1533289490s, 133550060ns

可視化時間

tm結(jié)構(gòu)體

得到的時間戳不能直觀的展示現(xiàn)在的時間，為此需要使用tm結(jié)構(gòu)體來表示成我們?nèi)粘Ｋ姷臅r間，該結(jié)構(gòu)體定義如下：

struct tm
{
int tm_sec; /*秒，正常范圍0-59， 但允許至61*/
int tm_min; /*分鐘，0-59*/
int tm_hour; /*小時， 0-23*/
int tm_mday; /*日，即一個月中的第幾天，1-31*/
int tm_mon; /*月， 從一月算起，0-11*/ 1+p->tm_mon;
int tm_year; /*年， 從1900至今已經(jīng)多少年*/ 1900＋ p->tm_year;
int tm_wday; /*星期，一周中的第幾天， 從星期日算起，0-6*/
int tm_yday; /*從今年1月1日到目前的天數(shù)，范圍0-365*/
int tm_isdst; /*日光節(jié)約時間的旗標(biāo)*/
};

time_t轉(zhuǎn)成tm

gmtime 和localtime可以將time_t類型的時間戳轉(zhuǎn)為tm結(jié)構(gòu)體，用法如下：

struct tm* gmtime(const time_t *timep);
//將time_t表示的時間轉(zhuǎn)換為沒有經(jīng)過時區(qū)轉(zhuǎn)換的UTC時間，是一個struct tm結(jié)構(gòu)指針

stuct tm* localtime(const time_t *timep);
//和gmtime功能類似，但是它是經(jīng)過時區(qū)轉(zhuǎn)換的時間，也就是可以轉(zhuǎn)化為北京時間。

固定格式打印時間

得到tm結(jié)構(gòu)體后，可以將其轉(zhuǎn)為字符串格式的日常使用的時間，或者直接從time_t進(jìn)行轉(zhuǎn)換，分別可以使用以下兩個函數(shù)達(dá)到目的。不過這兩個函數(shù)只能打印固定格式的時間。

//這兩個函數(shù)已經(jīng)被標(biāo)記為棄用，盡量使用后面將要介紹的函數(shù)
char *asctime(const struct tm* timeptr);
char *ctime(const time_t *timep);

調(diào)用示例：

#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <iostream>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

int main()
{
time_t dwCurTime1;
dwCurTime1 = time(NULL);

struct tm* pTime;
pTime = localtime(&dwCurTime1);

char* strTime1;
char* strTime2;
strTime1 = asctime(pTime);
strTime2 = ctime(&dwCurTime1);

cout << strTime1 << endl;
cout << strTime2 << endl;

return 0;
}

結(jié)果：

Fri Aug 3 18:24:29 2018
Fri Aug 3 18:24:29 2018

靈活安全的時間轉(zhuǎn)換函數(shù)strftime()

上述兩個函數(shù)因?yàn)榭赡艹霈F(xiàn)緩沖區(qū)溢出的問題而被標(biāo)記為棄用，因此更加安全的方法是采用strftime方法。

/*
** @buf：存儲輸出的時間
** @maxsize：緩存區(qū)的最大字節(jié)長度
** @format：指定輸出時間的格式
** @tmptr：指向結(jié)構(gòu)體tm的指針
*/
size_t strftime(char* buf, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *tmptr);

我們可以根據(jù)format指向字符串中格式，將timeptr中存儲的時間信息按照format指定的形式輸出到buf中，最多向緩沖區(qū)buf中存放maxsize個字符。該函數(shù)返回向buf指向的字符串中放置的字符數(shù)。

函數(shù)strftime()的操作有些類似于sprintf()：識別以百分號(%)開始的格式命令集合，格式化輸出結(jié)果放在一個字符串中。格式化命令說明串 strDest中各種日期和時間信息的確切表示方法。格式串中的其他字符原樣放進(jìn)串中。格式命令列在下面，它們是區(qū)分大小寫的。

%a 星期幾的簡寫
%A 星期幾的全稱
%b 月分的簡寫
%B 月份的全稱
%c 標(biāo)準(zhǔn)的日期的時間串
%C 年份的后兩位數(shù)字
%d 十進(jìn)制表示的每月的第幾天
%D 月/天/年
%e 在兩字符域中，十進(jìn)制表示的每月的第幾天
%F 年-月-日
%g 年份的后兩位數(shù)字，使用基于周的年
%G 年分，使用基于周的年
%h 簡寫的月份名
%H 24小時制的小時
%I 12小時制的小時
%j 十進(jìn)制表示的每年的第幾天
%m 十進(jìn)制表示的月份
%M 十時制表示的分鐘數(shù)
%n 新行符
%p 本地的AM或PM的等價顯示
%r 12小時的時間
%R 顯示小時和分鐘：hh:mm
%S 十進(jìn)制的秒數(shù)
%t 水平制表符
%T 顯示時分秒：hh:mm:ss
%u 每周的第幾天，星期一為第一天（值從0到6，星期一為0）
%U 第年的第幾周，把星期日做為第一天（值從0到53）
%V 每年的第幾周，使用基于周的年
%w 十進(jìn)制表示的星期幾（值從0到6，星期天為0）
%W 每年的第幾周，把星期一做為第一天（值從0到53）
%x 標(biāo)準(zhǔn)的日期串
%X 標(biāo)準(zhǔn)的時間串
%y 不帶世紀(jì)的十進(jìn)制年份（值從0到99）
%Y 帶世紀(jì)部分的十制年份
%z，%Z 時區(qū)名稱，如果不能得到時區(qū)名稱則返回空字符。
%% 百分號

調(diào)用示例：

#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <iostream>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

int main()
{
time_t dwCurTime1;
dwCurTime1 = time(NULL);

struct tm* pTime;
pTime = localtime(&dwCurTime1);

char buf[100];

strftime(buf, 100, "time: %r, %a %b %d, %Y", pTime);

cout << buf << endl;

return 0;
}

結(jié)果：

time: 08:18:12 PM, Fri Aug 03, 2018

時間函數(shù)之間的關(guān)系圖

進(jìn)程時間

進(jìn)程時間是進(jìn)程被創(chuàng)建后使用CPU的時間，進(jìn)程時間被分為以下兩個部分：

用戶CPU時間：在用戶態(tài)模式下使用CPU的時間
內(nèi)核CPU時間：在內(nèi)核態(tài)模式下使用CPU的時間。這是執(zhí)行內(nèi)核調(diào)用或其他特殊任務(wù)所需要的時間。

clock函數(shù)

clock函數(shù)提供了一個簡單的接口用于取得進(jìn)程時間，它返回一個值描述進(jìn)程使用的總的CPU時間（包括用戶時間和內(nèi)核時間），該函數(shù)定義如下：

#include <time.h>
clock_t clock(void)
//if error, return -1

clock函數(shù)返回值得計量單位是CLOCKS_PER_SEC，將返回值除以這個計量單位就得到了進(jìn)程時間的秒數(shù)

times函數(shù)

times函數(shù)也是一個進(jìn)程時間函數(shù)，有更加具體的進(jìn)程時間表示，函數(shù)定義如下：

#include <sys/times.h>
clock_t times(struct tms* buf);

struct tms{
clock_t tms_utime;
clock_t tms_stime;
clock_t tms_cutime;
clock_t tms_cstime;
};

times函數(shù)雖然返回類型還是clock_t，但是與clock函數(shù)返回值的計量單位不同。times函數(shù)的返回值得計量單位要通過sysconf(SC_CLK_TCK)來獲得。

Linux系統(tǒng)編程手冊上一個完整的使用案例如下：

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

static void displayProcessTime(const char* msg)
{
struct tms t;
clock_t clockTime;
static long clockTick = 0;

if (msg != NULL) 
{
printf("%s\n", msg);
}

if (clockTick == 0)
{
clockTick = sysconf(_SC_CLK_TCK);
if (clockTick < 0) return;
}

clockTime = clock();
printf("clock return %ld CLOCKS_PER_SEC (%.2f seconds)\n", (long)clockTime, (double)clockTime/CLOCKS_PER_SEC);

times(&t);
printf("times return user CPU = %.2f; system CPU = %.2f\n", (double)t.tms_utime / clockTick, (double)t.tms_stime / clockTick);
}

int main()
{
printf("CLOCKS_PER_SEC = %ld, sysconf(_SC_CLK_TCK) = %ld\n", (long)CLOCKS_PER_SEC, sysconf(_SC_CLK_TCK));

displayProcessTime("start:");
for (int i = 0; i < 1000000000; ++i)
{
getpid();
}
printf("\n");
displayProcessTime("end:");

return 0;
}

參考

[1] http://www.runoob.com/w3cnote/cpp-time_t.html

[2] Unix高級環(huán)境編程(第三版)

[3] Unix系統(tǒng)編程手冊

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。

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