一文详谈Linux中的时间管理和定时器编程

（目录）

先说一些在计算机中需要用到时间的地方：系统日志log、OS调度(时间片、定时器)等等~~

时间的计量

计时的方式发展：日晷、沙漏 -> 机械钟 -> 石英振荡器、晶振 -> 铯原子钟 -> 氢原子钟

计算机中的计时方式：

51单片机：晶振

嵌入式系统：定时器

PC：定时器

实时时钟：独立电源（CMOS电池、手机晶振）

Linux系统中的时间管理

定时器 + 实时时钟

计算机启动之后，Linux内核会先在实时时钟中读取时间，保存到内核中的全局变量xtime(墙上时间)中；jiffies:内核中的全局变量，系统启动以来的节拍数。

C语言获取当前时间

typedef long time_t;
time_t t = time(NULL); // 获得当前时间，UTC时间，1979年1月1日0点开始，以秒为单位
stime(&t);             // 设置时间

时间格式的转化

#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main(void)
{time t t=time(NULL);printf("%ld\n"，t);struct tm *p;p=localtime(&t);printf ("%d-%d-%d "p->tm year +1900，p->tm mon +1，p->tm mday);printf("%d:%d:%d\n",p->tm hour, p->tm_min, p->tm_sec);p = gmtime(&t);printf ("%d-%d-%d "，p->tm year +1900，p->tm mon +1，p->tm mday);printf("%d:%d:%d\n"，p->tm hour,p->tm min,p->tm sec);return 0;
}

这里p指向的struct tm类型的变量在静态内存（库内部）。 

安全替代方案

为解决线程安全和重入问题，Linux 提供了：

1. localtime_r（可重入版本）：

   1. struct tm result;
      localtime_r(&time_val, &result); // 结果存储到用户提供的 `result` 中

   2. 线程安全，因为每个线程使用独立的内存。

   3. 用户需自行管理存储位置（如栈或堆）。

将时间转化为字符串

 

#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main(void)
{time t t= time(NULL);printf("%ld\n",t);char *str = NULL;str =ctime(&t);printf("%s\n",str);struct tm *p;p = gmtime(&t);printf("%d-%d-%d ".，p->tm year + 1900,p->tm mon + 1,p->tm mday);printf("%d:%d:%d\n",p->tm hour, p->tm_min, p->tm_sec);str = asctime(p);printf("%s",str);return 0;
}

用户指定格式字符串

 

获得高精度时间

微秒

纳秒

Linux中的定时器

alarm

alarm(3) : 3秒之后，向该进程发送SIGALRM信号。

 interval timer

设置的时间到达后，会重置；alarm只有一次。

POSIX timer