linux下时间有关的函数和结构体

1、时间类型。Linux下常用的时间类型有6个：time_t，struct timeb, struct timeval，struct timespec，clock_t, struct tm.

(1) time_t是一个长整型，一般用来表示用1970年以来的秒数.

该类型定义在<sys/time.h>中.

一般通过 time_t time = time(NULL); 获取.

(2) struct timeb结构: 主要有两个成员, 一个是秒, 另一个是毫秒, 精确度为毫秒.

1. struct timeb
2. {
3. time_t time;
4. unsigned short millitm;
5. short timezone;
6. short dstflag;
7. };

由函数int ftime(struct timeb *tp); 来获取timeb.

成功返回0, 失败返回-1.

(3) struct timeval有两个成员，一个是秒，一个是微妙.

1. struct timeval
2. {
3. long tv_sec; /* seconds */
4. long tv_usec; /* microseconds */
5. };

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

struct timezone结构的定义为: 

1. struct timezone
2. {
3. int tz_minuteswest; /* 和Greewich时间差了多少分钟*/
4. int tz_dsttime; /* 日光节约时间的状态 */
5. };

(4) struct timespec有两个成员，一个是秒，一个是纳秒, 所以最高精确度是纳秒.

1. struct timespec
2. {
3. time_t tv_sec; /* seconds */
4. long tv_nsec; /* nanoseconds */
5. };

一般由函数long clock_gettime (clockid_t which_clock, struct timespec *tp); 获取.

获取特定时钟的时间，时间通过tp结构传回，目前定义了6种时钟，分别是

　　 CLOCK_REALTIME               统当前时间，从1970年1.1日算起

　　CLOCK_MONOTONIC              系统的启动时间，不能被设置

　　CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID     进程运行时间

　　CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID      线程运行时间

　　CLOCK_REALTIME_HR            CLOCK_REALTIME的高精度版本

　　CLOCK_MONOTONIC_HR           CLOCK_MONOTONIC的高精度版本

　　获取特定时钟的时间精度：

　　long clock_getres(clockid_t );

　　设置特定时钟的时间：

　　long clock_settime(clockid_t ,struct timespec*);

　　休眠time中指定的时间，如果遇到信号中断而提前返回，则由left_time返回剩余的时间：

　　 long clock_nanosleep(clockid_t ,int flag,timespec* time,timespec* left_time);

(5) clock_t类型, 由clock_t clock(); 返回获取.

表示进程占用的cpu时间. 精确到微秒.

(6)struct tm是直观意义上的时间表示方法：

1. struct tm
2. {
3. int tm_sec; /* seconds */
4. int tm_min; /* minutes */
5. int tm_hour; /* hours */
6. int tm_mday; /* day of the month */
7. int tm_mon; /* month */
8. int tm_year; /* year */
9. int tm_wday; /* day of the week */
10. int tm_yday; /* day in the year */
11. int tm_isdst; /* daylight saving time */
12. };

 

2、获得当前时间
         在所有的UNIX下，都有个time()的函数  
time_t time(time_t *t); 
这个函数会传回从epoch开始计算起的秒数，如果t是non-null，它将会把时间值填入t中。

对某些需要较高精准度的需求，Linux提供了gettimeofday()。  
int gettimeofday(struct timeval * tv,struct timezone *tz);  
int settimeofday(const struct timeval * tv,const struct timezone *tz);

struct tm格式时间函数

struct tm * gmtime(const time_t * t);  
转换成格林威治时间。有时称为GMT或UTC。

struct tm * localtime(const time_t *t);  
转换成本地时间。它可以透过修改TZ环境变数来在一台机器中，不同使用者表示不同时间。

time_t mktime(struct tm *tp);  
转换tm成为time_t格式，使用本地时间。

tme_t timegm(strut tm *tp);  
转换tm成为time_t格式，使用UTC时间。

double difftime(time_t t2,time_t t1);  
计算秒差。

文字时间格式函数

char * asctime(struct tm *tp);  
char * ctime(struct tm *tp);  
这两个函数都转换时间格式为标准UNIX时间格式。  
Mon May 3 08:23:35 1999

ctime一率使用当地时间，asctime则用tm结构内的timezone资讯来表示。

size_t strftime(char *str,size_t max,char *fmt,struct tm *tp);  
strftime有点像sprintf，其格式由fmt来指定。

%a : 本第几天名称，缩写。  
%A : 本第几天名称，全称。  
%b : 月份名称，缩写。  
%B : 月份名称，全称。  
%c : 与ctime/asctime格式相同。  
%d : 本月第几日名称，由零算起。  
%H : 当天第几个小时，24小时制，由零算起。  
%I : 当天第几个小时，12小时制，由零算起。  
%j : 当年第几天，由零算起。  
%m : 当年第几月，由零算起。  
%M : 该小时的第几分，由零算起。  
%p : AM或PM。  
%S : 该分钟的第几秒，由零算起。  
%U : 当年第几，由第一个日开始计算。  
%W : 当年第几，由第一个一开始计算。  
%w : 当第几日，由零算起。  
%x : 当地日期。  
%X : 当地时间。  
%y : 两位数的年份。  
%Y : 四位数的年份。  
%Z : 时区名称的缩写。  
%% : %符号。

char * strptime(char *s,char *fmt,struct tm *tp);  
如同scanf一样，解译字串成为tm格式。

%h : 与%b及%B同。  
%c : 读取%x及%X格式。  
%C : 读取%C格式。  
%e : 与%d同。  
%D : 读取%m/%d/%y格式。  
%k : 与%H同。  
%l : 与%I同。  
%r : 读取"%I:%M:%S %p"格式。  
%R : 读取"%H:%M"格式。  
%T : 读取"%H:%M:%S"格式。  
%y : 读取两位数年份。  
%Y : 读取四位数年份。

下面举一个小例子，说明如何获得系统当前时间：
     time_t now;
     struct tm   *timenow;
     char strtemp[255];

time(&now);
     timenow = localtime(&now);
     printf("recent time is : %s \n", asctime(timenow));

3、延时
         延时可以采用如下函数：
unsigned int sleep(unsigned int seconds);  
sleep()会使目前程式陷入「冬眠」seconds秒，除非收到「不可抵」的信号。  
如果sleep()没睡饱，它将会返回还需要补眠的时间，否则一般返回零。

void usleep(unsigned long usec);  
usleep与sleep()类同，不同之处在於秒的单位为10E-6秒。

int select(0,NULL,NULL,NULL,struct timeval *tv);  
可以利用select的实作sleep()的功能，它将不会等待任何事件发生。

int nanosleep(struct timespec *req,struct timespec *rem);  
nanosleep会沉睡req所指定的时间，若rem为non-null，而且没睡饱，将会把要补眠的时间放在rem上。

4、定时器
4.1、alarm
         如果不要求很精确的话，用 alarm() 和 signal() 就够了
     unsigned int alarm(unsigned int seconds)
     专门为SIGALRM信号而设，在指定的时间seconds秒后，将向进程本身发送SIGALRM信号，又称为闹钟时间。进程调用alarm后，任何以前的alarm()调用都将无效。如果参数seconds为零，那么进程内将不再包含任何闹钟时间。如果调用alarm（）前，进程中已经设置了闹钟时间，则返回上一个闹钟时间的剩余时间，否则返回0。

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

void sigalrm_fn(int sig)
{
         /* Do something */
         printf("alarm!\n");

alarm(2);
         return;
}

int main(void)
{
         signal(SIGALRM, sigalrm_fn);
         alarm(2);

/* Do someting */
         while(1) pause();
}

4.2、setitimer
int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue));
setitimer()比alarm功能强大，支持3种类型的定时器：

ITIMER_REAL :   以系统真实的时间来计算，它送出SIGALRM信号。  
ITIMER_VIRTUAL :   以该行程真正有执行的时间来计算，它送出SIGVTALRM信号。  
ITIMER_PROF :   以行程真正有执行及在核心中所费的时间来计算，它送出SIGPROF信号。  
Setitimer()第一个参数which指定定时器类型（上面三种之一）；第二个参数是结构itimerval的一个实例；第三个参数可不做处理。
Setitimer()调用成功返回0，否则返回-1。

下面是关于setitimer调用的一个简单示范，在该例子中，每隔一秒发出一个SIGALRM，每隔0.5秒发出一个SIGVTALRM信号：：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>

int sec;
void sigroutine(int signo){

switch (signo){
     case SIGALRM:
         printf("Catch a signal -- SIGALRM \n");
         signal(SIGALRM, sigroutine);
         break;
     case SIGVTALRM:
         printf("Catch a signal -- SIGVTALRM \n");
         signal(SIGVTALRM, sigroutine);
         break;
     }
     return;
}

int main()
{
     struct itimerval value, ovalue, value2;
    
     sec = 5;
     printf("process id is %d ", getpid());
     signal(SIGALRM, sigroutine);
     signal(SIGVTALRM, sigroutine);
     value.it_value.tv_sec = 1;
     value.it_value.tv_usec = 0;
     value.it_interval.tv_sec = 1;
     value.it_interval.tv_usec = 0;
     setitimer(ITIMER_REAL, &value, &ovalue);

value2.it_value.tv_sec = 0;
     value2.it_value.tv_usec = 500000;
     value2.it_interval.tv_sec = 0;
     value2.it_interval.tv_usec = 500000;
     setitimer(ITIMER_VIRTUAL, &value2, &ovalue);
     for(;;)
         ;
}

　该例子的屏幕拷贝如下：

localhost:~$ ./timer_test
process id is 579
Catch a signal – SIGVTALRM
Catch a signal – SIGALRM
Catch a signal – SIGVTALRM
Catch a signal – SIGVTALRM
Catch a signal – SIGALRM
Catch a signal –GVTALRM

注意：Linux信号机制基本上是从Unix系统中继承过来的。早期Unix系统中的信号机制比较简单和原始，后来在实践中暴露出一些问题，因此，把那些建立在早期机制上的信号叫做"不可靠信号"，信号值小于SIGRTMIN(Red hat 7.2中，SIGRTMIN=32，SIGRTMAX=63)的信号都是不可靠信号。这就是"不可靠信号"的来源。它的主要问题是：进程每次处理信号后，就将对信号的响应设置为默认动作。在某些情况下，将导致对信号的错误处理；因此，用户如果不希望这样的操作，那么就要在信号处理函数结尾再一次调用signal()，重新安装该信号。