Linux系統中如何獲取時間

這篇文章給大家分享的是有關Linux系統中如何獲取時間的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

Linux系統時間有兩種。

（1）日歷時間。該值是自協調世界時(UTC)1970年1月1日00:00:00這個特定時間以來所經過的秒數累計值。基本數據類型用time_t保存。最后通過轉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）進程時間。也被稱為CPU時間，用以度量進程使用的中央處理器資源。進程時間以時鐘滴答計算。

本文將給大家詳細介紹關于Linux時間的獲取和使用，下面話不多說了，來一起看看詳細的介紹吧

獲取時間戳

time()

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

• time返回當前時間的時間戳，也就是從世界時到現在的秒數;

• time_t實際就是一個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;
}

結果：

返回一串數值，如1533287924


gettimeofday()和clock_gettime()

time函數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。gettimeofday函數可以獲得微秒精度的時間戳，用結構體timeval來保存；clock_gettime函數可以獲得納秒精度的時間戳，用結構體timespec來保存。

#include <sys/time.h>

int gettimeofday(struct timeval *tp, void *tzp);
因為歷史原因tzp的唯一合法值是NULL，因此調用時寫入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。

兩個函數使用的結構體定義如下：

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;
}

結果：

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

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

可視化時間

tm結構體

得到的時間戳不能直觀的展示現在的時間，為此需要使用tm結構體來表示成我們日常所見的時間，該結構體定義如下：

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，范圍0-365*/
int tm_isdst; /*日光節約時間的旗標*/
};

time_t轉成tm

gmtime 和localtime可以將time_t類型的時間戳轉為tm結構體，用法如下：

struct tm* gmtime(const time_t *timep);
//將time_t表示的時間轉換為沒有經過時區轉換的UTC時間，是一個struct tm結構指針

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

固定格式打印時間

得到tm結構體后，可以將其轉為字符串格式的日常使用的時間，或者直接從time_t進行轉換，分別可以使用以下兩個函數達到目的。不過這兩個函數只能打印固定格式的時間。

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

調用示例：

#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;
}

結果：

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

靈活安全的時間轉換函數strftime()

上述兩個函數因為可能出現緩沖區溢出的問題而被標記為棄用，因此更加安全的方法是采用strftime方法。

/*
** @buf：存儲輸出的時間
** @maxsize：緩存區的最大字節長度
** @format：指定輸出時間的格式
** @tmptr：指向結構體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buf中存放maxsize個字符。該函數返回向buf指向的字符串中放置的字符數。

函數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串中。格式命令列在下面，它們是區分大小寫的。

%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 標準的日期的時間串
%C 年份的后兩位數字
%d 十進制表示的每月的第幾天
%D 月/天/年
%e 在兩字符域中，十進制表示的每月的第幾天
%F 年-月-日
%g 年份的后兩位數字，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 十進制表示的每年的第幾天
%m 十進制表示的月份
%M 十時制表示的分鐘數
%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 十進制的秒數
%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 標準的日期串
%X 標準的時間串
%y 不帶世紀的十進制年份（值從0到99）
%Y 帶世紀部分的十制年份
%z，%Z 時區名稱，如果不能得到時區名稱則返回空字符。
%% 百分號

調用示例：

#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;
}

結果：

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

時間函數之間的關系圖

進程時間

進程時間是進程被創建后使用CPU的時間 ，進程時間被分為以下兩個部分：

• 用戶CPU時間：在用戶態模式下使用CPU的時間

• 內核CPU時間：在內核態模式下使用CPU的時間。這是執行內核調用或其他特殊任務所需要的時間。

clock函數

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

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

clock函數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程時間的秒數

times函數

times函數也是一個進程時間函數，有更加具體的進程時間表示，函數定義如下：

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

Linux系統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;
}

什么是Linux系統

Linux是一種免費使用和自由傳播的類UNIX操作系統，是一個基于POSIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統，使用Linux能運行主要的Unix工具軟件、應用程序和網絡協議。

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