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Linux的时间函数

news 来源：原创 2025/6/30 23:56:35

ucos中有systick这个系统时间滴答，那linux中有没有这种系统时间滴答呢？有，jiffies，但是用户空间不可以使用。那么在linux中除了使用timer定时器进行定时，可以通过时间滴答的方式来进行粗略的计时吗？下面介绍一下几个linux中使用的时间函数。

一、clock_gettime()

#include <time.h>int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);

clk_id：指定要获取的时钟类型。
tp：指向 timespec 结构体的指针，用于存储当前时间。

第一个参数是一个时钟类型标识符：

时钟类型	描述	是否受系统时间更改
`CLOCK_REALTIME`	实时时钟（系统当前时间）	会
`CLOCK_MONOTONIC`	单调时钟（启动后递增）	不会

其中CLOCK_MONOTONIC表示：

从某个固定时间点（通常是系统启动时间）开始递增的时间，不受系统时间修改的影响。

它的主要特性是：

单调递增，不会因为用户或NTP调整系统时间而倒退或跳变。
非常适合做计时、超时判断、事件间隔测量。

第二个参数：

struct timespec {time_t   tv_sec;   // 秒long     tv_nsec;  // 纳秒（0 ~ 999999999）
};

示例：超时判断，毫秒级

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>long get_current_time_ms() {struct timespec ts;clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);  // 不受系统时间调整影响return ts.tv_sec * 1000 + ts.tv_nsec / 1000000;
}int main() {long timeout_ms = 3000;  // 设置超时时间为3000mslong start_time = get_current_time_ms();printf("开始等待...\n");while (1) {long now = get_current_time_ms();if ((now - start_time) >= timeout_ms) {printf("超时发生：已等待 %ld ms\n", now - start_time);break;}// 模拟处理usleep(100 * 1000);  // 睡眠100ms}return 0;
}

二、gettimeofday

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

tv: 用于存储当前时间（秒+微秒）
tz: 通常设置为 NULL（时区参数已弃用）

struct timeval {time_t      tv_sec;     // 秒（从1970-01-01 00:00:00 UTC 到现在的秒数）suseconds_t tv_usec;    // 微秒（0 ~ 999999）
};

这个函数与clock_gettime函数的CLOCK_REALTIME类似，不过gettimeofday的精度是微秒，clock_gettime的精度是纳秒。

适用于：时间戳记录、事件间隔计算、日志时间打点

三、Time

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

返回自 1970年1月1日 00:00:00 UTC 起经过的秒数。
参数 t：
- 如果不为 NULL，会把结果存入 *t 中。
- 如果是 NULL，就只返回当前时间戳。

示例：

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main() {time_t now = time(NULL);printf("当前时间：%s", ctime(&now));  // ctime 会返回格式化字符串return 0;
}当前时间：Thu Apr 25 10:40:31 2025

四、mktime(UTC0)

mktime() 是一个非常实用的 C 标准库函数，用于将一个 结构化时间（struct tm）转换为时间戳（time_t），即自 1970-01-01 00:00:00 UTC 起的秒数。UTC0

#include <time.h>time_t mktime(struct tm *timeptr);

参数：timeptr 是一个指向 struct tm 的指针，表示你构造的本地时间。
返回值：转换后的时间戳（time_t 类型）。
- 如果无法转换（比如时间不合法），返回 -1。

struct tm {int tm_sec;    // 秒 (0-60)int tm_min;    // 分 (0-59)int tm_hour;   // 时 (0-23)int tm_mday;   // 日 (1-31)int tm_mon;    // 月 (0-11, 注意 0 是 1 月)int tm_year;   // 年份从 1900 开始计算 (即2025年是125)int tm_wday;   // 星期几 (0-6, 0是星期日) —— mktime 会帮你填充int tm_yday;   // 年内第几天 (0-365) —— mktime 会填充int tm_isdst;  // 夏令时标志，0表示不开启，>0表示启用，<0表示自动判断
};

示例：

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main() {struct tm t = {0};t.tm_year = 2025 - 1900;  // 年份从1900算起t.tm_mon  = 3;            // 4月（注意：从0算起）t.tm_mday = 25;t.tm_hour = 10;t.tm_min  = 30;t.tm_sec  = 0;time_t ts = mktime(&t);if (ts == -1) {printf("时间转换失败\n");} else {printf("时间戳：%ld\n", ts);printf("本地时间字符串：%s", ctime(&ts));}return 0;
}

构造一个未来/过去的时间戳。
与 difftime() 配合使用计算时间差。
构建“闹钟时间”、“超时时间”等目标时间点。

四、timegm

time_t timegm(struct tm *tm);

此函数与mktime的区别就是，传给mktime的时间会根据系统所在的地区减去对应的时区值。比如传2025.4.25.14.00返回值实际是2025.4.25.6.00的UTC时间戳。

而timegm的返回值是传入什么就返回什么，是对应的。比如传2025.4.25.14.00返回值实际就是2025.4.25.14.00的UTC时间戳。

mktime() 会把它当作本地时间转换为时间戳，会加入系统时区偏移；
timegm() 会严格按照它就是 UTC 时间，不做时区偏移处理。

五、localtime(受当前系统时区影响或者说本身处理时区)

主要用于将 UTC 时间戳（time_t）转换成本地时间（struct tm 结构体）。受时区影响

#include <time.h>struct tm *localtime(const time_t *timep);

timep：一个指向 time_t 类型的指针（即一个 UTC 时间戳）。
返回值：返回一个指向 struct tm 的指针，表示 本地时间结构。

struct tm {int tm_sec;   // 秒 [0,60]（允许闰秒）int tm_min;   // 分钟 [0,59]int tm_hour;  // 小时 [0,23]int tm_mday;  // 一个月中的日子 [1,31]int tm_mon;   // 月份 [0,11]，0 表示1月int tm_year;  // 自1900年以来的年数（如2025年为125）int tm_wday;  // 一周中的星期 [0,6]（0 = 周日）int tm_yday;  // 一年中的日子 [0,365]int tm_isdst; // 夏令时标志（>0 表示夏令时，0 表示非夏令时，<0 表示未知）
};

函数	输出的是…
`gmtime()`	UTC 时间
`localtime()`	本地时间（受系统时区影响）

六、gmtime(UTC0,不受时区影响)

struct tm *gmtime(const time_t *timep);

返回一个 struct tm * 类型的指针，指向的结构体内容表示该时间戳的 UTC 时间（非本地时间）。

七、ctime(受时区影响)

将 时间戳（time_t）转换为可读字符串

#include <time.h>char *ctime(const time_t *timep);

接收一个 time_t 类型的时间戳（通常由 time() 得到）
返回一个静态字符串，表示本地时间的可读格式

ctime() 返回的字符串格式如下（固定 26 字节，包括换行符和终止符）：

"Wed Apr 24 15:56:29 2025\n\0"

返回的是一个静态字符数组的指针，不需要也不应该 free()。
非线程安全，因为内部使用的是共享的静态缓冲区（使用 ctime_r() 代替可实现线程安全）。
总是根据本地时区来显示时间（和 localtime() 一致）。

如果你在上海（或者其他属于东八区的地方），ctime() 会自动使用当前系统设定的本地时区，也就是说：

假设你传入一个 time_t 值对应的是：

UTC 时间：2025-04-24 08:00:00

如果系统的本地时区是 Asia/Shanghai（UTC+8），那么：

printf("%s", ctime(&t));

输出会是：

Thu Apr 24 16:00:00 2025

自动加了 8 小时，因为本地时区就是比 UTC 快 8 小时。

八、asctime(不受时区影响)

将 struct tm 时间结构转成可读字符串的函数。

char *asctime(const struct tm *tm);

"Thu Apr 24 17:23:45 2025\n"

内容固定格式，长度固定为 26 字节（包括结尾的 \0）。

asctime() 返回的字符串是静态分配的（每次调用都会覆盖上一次结果）
线程不安全（多线程用 asctime_r()）
格式无法自定义，适合简单显示，不适合精确格式控制（如 ISO 8601）

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