Linux系统时间有两种。
(1)日历时间。该值是自协调世界时(UTC)1970年1月1日00:00:00这个特定时间以来所经过的秒数累计值。基本数据类型用time_t
保存。最后通过转换才能得到我们平时所看到的24小时制或者12小时间制的时间。
(2)进程时间。也被称为CPU时间,用以度量进程使用的中央处理器资源。进程时间以时钟滴答计算。
日历时间
time()获取时间戳
time函数用来获取日历时间的时间戳,该时间戳是从1970年1月1日0点(00:00:00 UTC, January 1, 1970)到现在经历的秒数。
函数定义如下:
#include <time.h>
time_t time(time_t *calptr)
-
time
返回当前时间的时间戳,也就是从世界时到现在的秒数; -
time_t
实际系统自定义的时间戳类型,函数正常返回当前时间戳,出错返回(time_t)-1
; -
calptr
不为空时,时间戳也会写入到该指针中;
调用示例:
#include <time.h>
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
int main()
{
time_t curTime;
curTime = time(NULL);
cout << curTime << endl;
return 0;
}
结果: 返回一串数值,如1533287924
gettimeofday()和clock_gettime()获取更高精度的时间
time
函数只能得到秒精度的时间,为了获得更高精度的时间戳,需要其他函数。gettimeofday
函数可以获得微秒精度的时间戳,用结构体timeval
来保存;clock_gettime
函数可以获得纳秒精度的时间戳,用结构体timespec
来保存。
#include <sys/time.h>
int gettimeofday(struct timeval *tp, void *tzp);
因为历史原因tzp的唯一合法值是NULL,因此调用时写入NULL即可。
int clock_gettime(clockid_t clock_id, strcut timespec *tsp);
clock_id有多个选择,当选择为CLOCK_REALTIME时与time的功能相似,但是时间精度更高。
两个函数使用的结构体定义如下:
struct timeval
{long tv_sec; /*秒*/long tv_usec; /*微秒*/
};
struct timespec
{
time_t tv_sec;//秒
long tv_nsec; //纳秒
};
调用示例:
#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;
}
结果:
编译时要在编译命令最后加上-lrt链接Real Time动态库,如
g++ -o time2 test_time_linux_2.cpp -lrt
Time1: 1533289490s
Time2: 1533289490s, 133547us
Time3: 1533289490s, 133550060ns
可视化时间-时间戳转化为日/月/年
tm结构体
得到的时间戳不能直观的展示现在的时间,为此需要使用tm
结构体来表示成我们日常所见的时间,该结构体定义如下:
struct tm
{int tm_sec;/*秒,正常范围0-59, 但允许至61*/int tm_min;/*分钟,0-59*/int tm_hour; /*小时, 0-23*/int tm_mday; /*日,即一个月中的第几天,1-31*/int tm_mon;/*月, 从一月算起,0-11*/1+p->tm_mon;int tm_year;/*年, 从1900至今已经多少年*/1900+ p->tm_year;int tm_wday; /*星期,一周中的第几天, 从星期日算起,0-6*/int tm_yday; /*从今年1月1日到目前的天数,范围0-365*/int tm_isdst; /*日光节约时间的旗标*/
};
time_t转成tm
gmtime
和localtime
可以将time_t
类型的时间戳转为tm
结构体,用法如下:
struct tm* gmtime(const time_t *timep);
//将time_t表示的时间转换为没有经过时区转换的UTC时间,是一个struct tm结构指针
stuct tm* localtime(const time_t *timep);
//和gmtime功能类似,但是它是经过时区转换的时间,也就是可以转化为北京时间。
固定格式打印时间
得到tm
结构体后,可以将其转为字符串格式的日常使用的时间,或者直接从time_t
进行转换,分别可以使用以下两个函数达到目的。不过这两个函数只能打印固定格式的时间。
//这两个函数已经被标记为弃用,尽量使用后面将要介绍的函数
char *asctime(const struct tm* timeptr);
char *ctime(const time_t *timep);
调用示例:
#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;
}
结果:
Fri Aug3 18:24:29 2018
Fri Aug3 18:24:29 2018
灵活安全的时间转换函数strftime()
上述两个函数因为可能出现缓冲区溢出的问题而被标记为弃用,因此更加安全的方法是采用strftime
方法。
/*
** @buf:存储输出的时间
** @maxsize:缓存区的最大字节长度
** @format:指定输出时间的格式
** @tmptr:指向结构体tm的指针
*/
size_t strftime(char* buf, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *tmptr);
我们可以根据format指向字符串中格式,将timeptr中存储的时间信息按照format指定的形式输出到buf中,最多向缓冲区buf中存放maxsize个字符。该函数返回向buf指向的字符串中放置的字符数。
函数strftime()的操作有些类似于sprintf():识别以百分号(%)开始的格式命令集合,格式化输出结果放在一个字符串中。格式化命令说明串 strDest中各种日期和时间信息的确切表示方法。格式串中的其他字符原样放进串中。格式命令列在下面,它们是区分大小写的。
%a 星期几的简写
%A 星期几的全称
%b 月分的简写
%B 月份的全称
%c 标准的日期的时间串
%C 年份的后两位数字
%d 十进制表示的每月的第几天
%D 月/天/年
%e 在两字符域中,十进制表示的每月的第几天
%F 年-月-日
%g 年份的后两位数字,使用基于周的年
%G 年分,使用基于周的年
%h 简写的月份名
%H 24小时制的小时
%I 12小时制的小时
%j 十进制表示的每年的第几天
%m 十进制表示的月份
%M 十时制表示的分钟数
%n 新行符
%p 本地的AM或PM的等价显示
%r 12小时的时间
%R 显示小时和分钟:hh:mm
%S 十进制的秒数
%t 水平制表符
%T 显示时分秒:hh:mm:ss
%u 每周的第几天,星期一为第一天 (值从0到6,星期一为0)
%U 第年的第几周,把星期日做为第一天(值从0到53)
%V 每年的第几周,使用基于周的年
%w 十进制表示的星期几(值从0到6,星期天为0)
%W 每年的第几周,把星期一做为第一天(值从0到53)
%x 标准的日期串
%X 标准的时间串
%y 不带世纪的十进制年份(值从0到99)
%Y 带世纪部分的十制年份
%z,%Z 时区名称,如果不能得到时区名称则返回空字符。
%% 百分号
调用示例:
#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;
}
结果:
time: 08:18:12 PM, Fri Aug 03, 2018
mktime将struct tm转化为time_t的时间戳
在业务程序中,经常需要对比时间的先后,如果用字符串格式时间进行对比,需要保证格式完全一致,而且转为字符串形式也比较麻烦,因此更多时候用时间戳来进行比较。有的时候就需要将字符串形式的时间或者struct tm表示的时间转化为time_t的时间戳,这个转化是通过mktime函数来实现的。
在介绍mktime函数之前,我们先来看看struct tm这个结构体中埋的坑。
#include <time.h>
#include <stdio.h>
int main() {
time_t tCurTime = time(NULL);
printf("tCurTime: %lu\n", (unsigned long)(tCurTime));
struct tm* pTm;
pTm = localtime(&tCurTime);
printf("year:%d\n", pTm->tm_year);
printf("mon:%d\n", pTm->tm_mon);
printf("day:%d\n", pTm->tm_mday);
printf("hour:%d\n", pTm->tm_hour);
printf("min:%d\n", pTm->tm_min);
printf("sec:%d\n", pTm->tm_sec);
time_t tMkTime;
tMkTime = mktime(pTm);
printf("tMkTime:%lu\n", (unsigned long)tMkTime);
return 0;
}
当前时间是:Fri Apr 12 12:48:40 CST 2019,而这段程序的输出结果是:
tCurTime: 1555044520
year:119
mon:3
day:12
hour:12
min:48
sec:40
tMkTime:1555044520
不知道你有没有看出猫腻。奇葩的地方在于,打印出来的月份比实际少了1个月,年份少了1900年。 原来通过localtime函数得到的时间是从1900年1月1日开始算的,但是这个月份多1怎么来的,我还没搞清楚。不过在通过字符串保存的当前时间转为时间戳时要记得减1,不然就不能得到想要的结果。
#include <time.h>
time_t mktime(struct tm *tm);
时间函数之间的关系图
进程时间
进程时间是进程被创建后使用CPU的时间 ,进程时间被分为以下两个部分:
- 用户CPU时间:在用户态模式下使用CPU的时间
- 内核CPU时间:在内核态模式下使用CPU的时间。这是执行内核调用或其他特殊任务所需要的时间。
clock函数
clock函数提供了一个简单的接口用于取得进程时间,它返回一个值描述进程使用的总的CPU时间(包括用户时间和内核时间),该函数定义如下:
#include <time.h>
clock_t clock(void)
//if error, return -1
clock函数返回值得计量单位是CLOCKS_PER_SEC,将返回值除以这个计量单位就得到了进程时间的秒数
times函数
times函数也是一个进程时间函数,有更加具体的进程时间表示,函数定义如下:
#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函数虽然返回类型还是clock_t,但是与clock函数返回值的计量单位不同。times函数的返回值得计量单位要通过sysconf(SC_CLK_TCK)来获得。
Linux系统编程手册上一个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;
}
参考
[1] www.runoob.com/w3cnote/cpp…
[2] Unix高级环境编程(第三版)文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-415688.html
[3] Unix系统编程手册文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-415688.html
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