Prayer

      遇到一個問題：程序調用usleep,發現要休眠的時間始終達不到效果。后來一查才發現問題是usleep()是微秒，不是之前理解的毫秒，難怪達不到效果。遙想當初為了避免sleep()秒級休眠的時間跨度較大，所以特意用了usleep()，在PHP中usleep是毫秒級的，導致自己先入為主，真值得檢討。

       順便查閱一些linux下關于時間的資料和函數，還挺有意思的：

1、Linux下的時間
1.1、Linux下的時間系統

       UNIX及Linux的時間系統是由"新紀元時間"Epoch(傳說中的標志Unix時代開端的那個拂曉)開始計算起，單位為秒，Epoch則是指定為1970年一月一日凌晨零點零分零秒，格林威治時間。目前大部份的UNIX系統都是用32位來記錄時間，正值表示為1970以後，負值則表示1970年以前。我們可以很簡單地計算出其時間范圍： 2^31/86400(s) = 24855.13481(天) ~ 68.0958(年)

1970+68.0958 = 2038.0958
1970-68.0958 = 1901.9042

時間范圍為[1901.9042,2038.0958]。

      準確的時間為2038年一月十八日星期一晚上十點十四分七秒。那一刻，時間將會轉為負數，變成1901年十二月十三日黑色星期五下午三點四十五分五十二秒，這就是所謂的UNIX 2038 BUG，或者您也可戲稱為Jason hatchet bug。在大部份的UNIX上，并沒有所謂Y2K問題，不過都有2038年問題。

1.2、Linux下與時間有關的數據結構
struct timeval {
    int tv_sec;
    int tv_usec;
};
其中tv_sec是由凌晨開始算起的秒數，tv_usec則是微秒(10E-6 second)。

struct timezone {
    int tv_minuteswest;
    int tv_dsttime;
};
tv_minuteswest是格林威治時間往西方的時差，tv_dsttime則是時間的修正方式。

struct timespec
{
    long int tv_sec;
    long int tv_nsec;
};
tv_nsec是nano second(10E-9 second)。

struct tm
{
    int tm_sec;
    int tm_min;
    int tm_hour;
    int tm_mday;
    int tm_mon;
    int tm_year;
    int tm_wday;
    int tm_yday;
    int tm_isdst;
};
tm_sec表「秒」數，在[0,61]之間，多出來的兩秒是用來處理跳秒問題用的。
tm_min表「分」數，在[0,59]之間。
tm_hour表「時」數，在[0,23]之間。
tm_mday表「本月第幾日」，在[1,31]之間。
tm_mon表「本年第幾月」，在[0,11]之間。
tm_year要加1900表示那一年。
tm_wday表「本第幾日」，在[0,6]之間。
tm_yday表「本年第幾日」，在[0,365]之間，閏年有366日。
tm_isdst表是否為「日光節約時間」。

struct itimerval {
struct timeval it_interval;
struct timeval it_value;
};
it_interval成員表示間隔計數器的初始值，而it_value成員表示間隔計數器的當前值。

2、獲得當前時間

在所有的UNIX下，都有個time()的函數
time_t time(time_t *t);
這個函數會傳回從epoch開始計算起的秒數，如果t是non-null，它將會把時間值填入t中。

對某些需要較高精準度的需求，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格式時間函數

struct tm * gmtime(const time_t * t);
轉換成格林威治時間。有時稱為GMT或UTC。

struct tm * localtime(const time_t *t);
轉換成本地時間。它可以透過修改TZ環境變數來在一臺機器中，不同使用者表示不同時間。

time_t mktime(struct tm *tp);
轉換tm成為time_t格式，使用本地時間。

tme_t timegm(strut tm *tp);
轉換tm成為time_t格式，使用UTC時間。

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

文字時間格式函數
char * asctime(struct tm *tp);
char * ctime(struct tm *tp);
這兩個函數都轉換時間格式為標準UNIX時間格式。
Mon May 3 08:23:35 1999

ctime一率使用當地時間，asctime則用tm結構內的timezone資訊來表示。
size_t strftime(char *str,size_t max,char *fmt,struct tm *tp);
strftime有點像sprintf，其格式由fmt來指定。

%a : 本第幾天名稱，縮寫。
%A : 本第幾天名稱，全稱。
%b : 月份名稱，縮寫。
%B : 月份名稱，全稱。
%c : 與ctime/asctime格式相同。
%d : 本月第幾日名稱，由零算起。
%H : 當天第幾個小時，24小時制，由零算起。
%I : 當天第幾個小時，12小時制，由零算起。
%j : 當年第幾天，由零算起。
%m : 當年第幾月，由零算起。
%M : 該小時的第幾分，由零算起。
%p : AM或PM。
%S : 該分鐘的第幾秒，由零算起。
%U : 當年第幾，由第一個日開始計算。
%W : 當年第幾，由第一個一開始計算。
%w : 當第幾日，由零算起。
%x : 當地日期。
%X : 當地時間。
%y : 兩位數的年份。
%Y : 四位數的年份。
%Z : 時區名稱的縮寫。
%% : %符號。

char * strptime(char *s,char *fmt,struct tm *tp);
如同scanf一樣，解譯字串成為tm格式。

%h : 與%b及%B同。
%c : 讀取%x及%X格式。
%C : 讀取%C格式。
%e : 與%d同。
%D : 讀取%m/%d/%y格式。
%k : 與%H同。
%l : 與%I同。
%r : 讀取"%I:%M:%S %p"格式。
%R : 讀取"%H:%M"格式。
%T : 讀取"%H:%M:%S"格式。
%y : 讀取兩位數年份。
%Y : 讀取四位數年份。

    下面舉一個小例子，說明如何獲得系統當前時間：
    time_t now;
    struct tm *timenow;
    char strtemp[255];

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


3、延時

延時可以采用如下函數：
unsigned int sleep(unsigned int seconds);
sleep()會使目前程式陷入「冬眠」seconds秒，除非收到「不可抵」的信號。
如果sleep()沒睡飽，它將會返回還需要補眠的時間，否則一般返回零。

void usleep(unsigned long usec);
usleep與sleep()類同，不同之處在於秒的單位為10E-6秒。

int select(0,NULL,NULL,NULL,struct timeval *tv);
可以利用select的實作sleep()的功能，它將不會等待任何事件發生。

int nanosleep(struct timespec *req,struct timespec *rem);
nanosleep會沉睡req所指定的時間，若rem為non-null，而且沒睡飽，將會把要補眠的時間放在rem上。

4、定時器

4.1、alarm
如果不要求很精確的話，用 alarm() 和 signal() 就夠了
unsigned int alarm(unsigned int seconds)
專門為SIGALRM信號而設，在指定的時間seconds秒后，將向進程本身發送SIGALRM信號，又稱為鬧鐘時間。進程調用alarm后，任何以前的alarm()調用都將無效。如果參數seconds為零，那么進程內將不再包含任何鬧鐘時間。如果調用alarm（）前，進程中已經設置了鬧鐘時間，則返回上一個鬧鐘時間的剩余時間，否則返回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功能強大，支持3種類型的定時器：
ITIMER_REAL :   以系統真實的時間來計算，它送出SIGALRM信號。  
ITIMER_VIRTUAL :   以該行程真正有執行的時間來計算，它送出SIGVTALRM信號。  
ITIMER_PROF :   以行程真正有執行及在核心中所費的時間來計算，它送出SIGPROF信號。  
Setitimer()第一個參數which指定定時器類型（上面三種之一）；第二個參數是結構itimerval的一個實例；第三個參數可不做處理。

Setitimer()調用成功返回0，否則返回-1。
     下面是關于setitimer調用的一個簡單示范，在該例子中，每隔一秒發出一個SIGALRM，每隔0.5秒發出一個SIGVTALRM信號：：
#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);
}

該例子的屏幕拷貝如下：
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信號機制基本上是從Unix系統中繼承過來的。早期Unix系統中的信號機制比較簡單和原始，后來在實踐中暴露出一些問題，因此，把那些建立在早期機制上的信號叫做"不可靠信號"，信號值小于SIGRTMIN(Red hat 7.2中，SIGRTMIN=32，SIGRTMAX=63)的信號都是不可靠信號。這就是"不可靠信號"的來源。它的主要問題是：進程每次處理信號后，就將對信號的響應設置為默認動作。在某些情況下，將導致對信號的錯誤處理；因此，用戶如果不希望這樣的操作，那么就要在信號處理函數結尾再一次調用signal()，重新安裝該信號。