C语言编程中的时间处理

最简单的time

在C语言编程中，处理时间最简单的函数就是time了。它的原型为：

#include <time.h>  time_t time(time_t *_Nullable tloc);

返回自从EPOCH，即1970年1月1日的零点零时零分，到当前的秒数。

输入参数可以是NULL。如果输入参数不是NULL，那么返回值也会存入tloc的地址处。

需要注意的是，在不同的平台上，这里的time_t定义可能不同。

在glibc-devel-2.41中，/usr/include/bits/types/time_t.h中有如下定义：

 #include <bits/types.h>5 6 /* Returned by `time'.  */7 #ifdef __USE_TIME64_REDIRECTS8 typedef __time64_t time_t;9 #else10 typedef __time_t time_t;11 #endif

而__time64_t与__time_t的定义则如下：

__STD_TYPE __TIME64_T_TYPE __time64_t;__STD_TYPE __TIME_T_TYPE __time_t;      /* Seconds since the Epoch.  */

再继续跟下去，涉及到各种宏等分支，最终的定义在Fedora 42的X86_64平台上，这个值是long int。

Linux中的gettimeofday/settimeofday

time简单，但是也粗糙，它只能取到秒这个单位。而gettimeofday则可能取到微秒。

与之相对，settimeofday则可以设置系统时间。

gettimeofday/settimeofday的原型如下：

       #include <sys/time.h>int gettimeofday(struct timeval *restrict tv,struct timezone *_Nullable restrict tz);int settimeofday(const struct timeval *tv,const struct timezone *_Nullable tz);

struct timeval的定义为：

          struct timeval {  time_t      tv_sec;     /* seconds */  suseconds_t tv_usec;    /* microseconds */  };

tv_sec就是秒数，tv_usec是微秒。

struct timezone的定义为：

          struct timezone {  int tz_minuteswest;     /* minutes west of Greenwich */  int tz_dsttime;         /* type of DST correction */  };

当执行gettimeofday之后，返回0表示成功，非0表示失败。

需要注意的是，tz这个结构已经过时，在我们使用gettimeofday与settimeofday的时候，直接把tz设为NULL，取得或者设置当前的本地时间就好了。

Windows中的GetLocalTime/SetLocalTime

在Windows环境下，取得与设置时间，可以使用GetLocalTime与SetLocalTime函数。

这两个函数的原型如下：

void GetLocalTime([out] LPSYSTEMTIME lpSystemTime
);BOOL SetLocalTime([in] const SYSTEMTIME *lpSystemTime
);

相关的数据结构定义如下：

typedef struct _SYSTEMTIME {WORD wYear;WORD wMonth;WORD wDayOfWeek;WORD wDay;WORD wHour;WORD wMinute;WORD wSecond;WORD wMilliseconds;
} SYSTEMTIME, *PSYSTEMTIME, *LPSYSTEMTIME;

其中：
wYear

年数，范围是从1601到30872。

mMonth

月数，范围是从1到12。

mDayOfWeek

周偏移数，范围是从0到6。

wDay

天数，范围是从 1 到 31。

wHour

小时数，范围是从 0 到 23。

wMinute

分钟数，范围是从 0 到 59。

wSecond

秒数，范围是从 0 到 59。

wMilliseconds

毫秒数，范围是从 0 到 999。

还需要注意，SetLocalTime的返回值是布尔值，成功为非0。

以下代码，把一个从Linux取得的timeval时间，转化成Windows上的时间，进行设置：

int set_local_time_by_timeval (const struct timeval *tv)
{struct tm utc_tm;SYSTEMTIME st = { 0 };   if (localtime_s (&utc_tm, &tv->tv_sec) != 0)  {    return -1;}  st.wYear = utc_tm.tm_year + 1900;  st.wMonth = utc_tm.tm_mon + 1;  st.wDay = utc_tm.tm_mday;  st.wHour = utc_tm.tm_hour;  st.wMinute = utc_tm.tm_min;  st.wSecond = utc_tm.tm_sec;  st.wMilliseconds = (WORD)(time % (1000 * 1000) / 1000);  return SetLocalTime (&st) ? 0 : -1;

glib里的g_get_monotonic_time

如果我们的项目使用了glib（注意是glib，不是glibc），还有一个方便的函数可以使用，那就是g_get_monotonic_time。

这个函数表示系统启动以来经过的微秒数，用来做一些时间间隔设计等工作。

比如，我们需要开发一些timer类功能，在程序经过若干时间之后，执行什么操作，如果使用time或者gettimeofday之类的函数，在系统时间改变之后，就会错乱。

但是，如果我们使用g_get_monotonic_time则可以完全避免这种问题。

如：

gint64 start = g_get_monotonic_time();/* 此处是需要测量的业务代码 */
/* 而且有可能系统时间更改 */gint64 end = g_get_monotonic_time();
g_print("耗时: %" G_GINT64_FORMAT " 微秒\n", end - start);

glib的这个函数有点像C++中的std::chrono::steady_clock。

底层的clock_gettime

如果进行更精确地时间控制，在Linux中还可以使用clock族的几个函数：

    #include <time.h>  int clock_getres(clockid_t clockid, struct timespec *_Nullable res);  int clock_gettime(clockid_t clockid, struct timespec *tp);  int clock_settime(clockid_t clockid, const struct timespec *tp);

其中，clockid是可以控制的一些参数，如CLOCK_MONOTONIC、CLOCK_BOOTTIME、CLOCK_REALTIME等，具体意义可以见文知义。

而timespec的定义类似于timeval，但是第二个参数不是微秒，而是纳秒。

      #include <time.h>  struct timespec {  time_t     tv_sec;   /* Seconds */  /* ... */   tv_nsec;  /* Nanoseconds [0, 999'999'999] */  };