linux获取时间函数及计算时间差

参考：   http://www.cnblogs.com/krythur/archive/2013/02/25/2932647.html

第一章  获取时间函数

1. char * asctime(const struct tm * timeptr);

函数说明

asctime()将参数timeptr所指的tm结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果以字符串形态返回。此函数已经由时区转换成当地时间，字符串格式为:“Wed Jun 30 21:49:08 1993\n”

返回值

若再调用相关的时间日期函数，此字符串可能会被破坏。此函数与ctime不同处在于传入的参数是不同的结构。

附加说明

返回一字符串表示目前当地的时间日期。

范例

#include <time.h>

main()

{

time_t timep;

time (&timep);

printf(“%s”,asctime(gmtime(&timep)));

}

执行

Sat Oct 28 02:10:06 2000

2. 定义函数

char *ctime(const time_t *timep);

函数说明

ctime()将参数timep所指的time_t结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果以字符串形态返回。此函数已经由时区转换成当地时间，字符串格式为“Wed Jun 30 21 :49 :08 1993\n”。若再调用相关的时间日期函数，此字符串可能会被破坏。

返回值

返回一字符串表示目前当地的时间日期。

范例

#include<time.h>

main()

{

time_t timep;

time (&timep);

printf(“%s”,ctime(&timep));

}

执行

Sat Oct 28 10 : 12 : 05 2000

3. struct tm*gmtime(const time_t*timep);

函数说明

gmtime()将参数timep 所指的time_t 结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果由结构tm返回。

结构tm的定义为

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;

};

int tm_sec 代表目前秒数，正常范围为0-59，但允许至61秒

int tm_min 代表目前分数，范围0-59

int tm_hour 从午夜算起的时数，范围为0-23

int tm_mday 目前月份的日数，范围01-31

int tm_mon 代表目前月份，从一月算起，范围从0-11

int tm_year 从1900 年算起至今的年数

int tm_wday 一星期的日数，从星期一算起，范围为0-6

int tm_yday 从今年1月1日算起至今的天数，范围为0-365

int tm_isdst 日光节约时间的旗标

此函数返回的时间日期未经时区转换，而是UTC时间。

返回值

返回结构tm代表目前UTC 时间

范例

#include <time.h>

main(){

char *wday[]={"Sun","Mon","Tue","Wed","Thu","Fri","Sat"};

time_t timep;

struct tm *p;

time(&timep);

p=gmtime(&timep);

printf(“%d%d%d”,(1900+p->tm_year), (1+p->tm_mon),p->tm_mday);

printf(“%s%d;%d;%d\n”, wday[p->tm_wday], p->tm_hour, p->tm_min, p->tm_sec);

}

执行

2000/10/28 Sat 8:15:38

4.  struct tm *localtime(const time_t * timep);

函数说明

localtime()将参数timep所指的time_t结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果由结构tm返回。结构tm的定义请参考gmtime()。此函数返回的时间日期已经转换成当地时区。

返回值

返回结构tm代表目前的当地时间。

范例

#include<time.h>

main(){

char *wday[]={“Sun”,”Mon”,”Tue”,”Wed”,”Thu”,”Fri”,”Sat”};

time_t timep;

struct tm *p;

time(&timep);

p=localtime(&timep); /*取得当地时间*/

printf (“%d%d%d ”, (1900+p->tm_year),( l+p->tm_mon), p->tm_mday);

printf(“%s%d:%d:%d\n”, wday[p->tm_wday],p->tm_hour, p->tm_min, p->tm_sec);

}

执行

2000/10/28 Sat 11:12:22

5. time_t mktime(strcut tm * timeptr);

函数说明

mktime()用来将参数timeptr所指的tm结构数据转换成从公元1970年1月1日0时0分0 秒算起至今的UTC时间所经过的秒数。

返回值

返回经过的秒数。

范例

/* 用time()取得时间（秒数），利用localtime()

转换成struct tm 再利用mktine（）将struct tm转换成原来的秒数*/

#include<time.h>

main()

{

time_t timep;

strcut tm *p;

time(&timep);

printf(“time() : %d \n”,timep);

p=localtime(&timep);

timep = mktime(p);

printf(“time()->localtime()->mktime():%d\n”,timep);

}

执行

time():974943297

time()->localtime()->mktime():974943297

6.  time_t time(time_t *t);

函数说明

此函数会返回从公元1970年1月1日的UTC时间从0时0分0秒算起到现在所经过的秒数。如果t 并非空指针的话，此函数也会将返回值存到t指针所指的内存。

返回值

成功则返回秒数，失败则返回((time_t)-1)值，错误原因存于errno中。

范例

#include<time.h>

mian()

{

int seconds= time((time_t*)NULL);

printf(“%d\n”,seconds);

}

7. gettimeofday() ：可获得微妙级（0.000001秒）的系统时间，调用两次gettimeofday()，前后做减法，从而达到定时或者计算时间的目的。

char *asctime(const struct tm *tm);

char *asctime_r(const struct tm *tm, char *buf);

char *ctime(const time_t *timep);

char *ctime_r(const time_t *timep, char *buf);

struct tm *gmtime(const time_t *timep); //获取的为英国时间

struct tm *gmtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);

struct tm *localtime(const time_t *timep);      //获取的为本地时间,注意与英国时间的区别。

struct tm *localtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);

time_t mktime(struct tm *tm);

double difftime(time_t time1, time_t time0);

int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);

int settimeofday(const struct timeval *tv , const struct timezone *tz);

第二章 计算时间差

1. 实时函数clock_gettime  单位是十亿分之一秒，也就是纳秒(ns)，使用的是标准POSIX实时时钟， 计算出来的结果可能有误差。

在POSIX1003.1中增添了这个函数,它的原型如下：

int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);

它有以下的特点:

1)它也有一个时间结构体:timespec ,timespec计算时间次数的单位是十亿分之一秒.

strace timespec{

time_t tv_sec;

long tv_nsec;

}

2)clockid_t是确定哪个时钟类型.

CLOCK_REALTIME: 标准POSIX实时时钟

CLOCK_MONOTONIC: POSIX时钟,以恒定速率运行;不会复位和调整,它的取值和CLOCK_REALTIME是一样的.

CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID和CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID是CPU中的硬件计时器中实现的.

3)测试:

#include<time.h>

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#define MILLION 1000000

int main(void)

{

long int loop = 1000;

struct timespec tpstart;

struct timespec tpend;

long timedif;

clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &tpstart);

while (--loop){

system("cd");

}

clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &tpend);

timedif = MILLION*(tpend.tv_sec-tpstart.tv_sec)+(tpend.tv_nsec-tpstart.tv_nsec)/1000;

fprintf(stdout, "it took %ld microseconds\n", timedif);

return 0;

}

编译:

gcc test3.c -lrt -o test3

计算时间:

time ./test3

it took 3463843 microseconds

2.  int gettimeofday(struct timeval *tv,struct timezone*tz),会把目前的时间tv所指的结构返回，当地时区的信息则放到tz所指的结构中。这两个结构都放在/usr/include/sys/time.h中。  
单位 微秒(μs)

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h> //malloc要用，没有的话，会有警告信息：隐式声明与内建函数‘malloc‘不兼容。不过警告信息不用管也没事

#include <assert.h>

#include <sys/time.h>

int main()

{

float time_use=0;

struct timeval start;

struct timeval end;

//struct timezone tz; //后面有说明

gettimeofday(&start,NULL);//gettimeofday(&start,&tz);结果一样

printf("start.tv_sec:%d\n",start.tv_sec);

printf("start.tv_usec:%d\n",start.tv_usec);

sleep(3);

gettimeofday(&end,NULL);

printf("end.tv_sec:%d\n",end.tv_sec);

printf("end.tv_usec:%d\n",end.tv_usec);

time_use=(end.tv_sec-start.tv_sec)*1000000+(end.tv_usec-start.tv_usec);//微秒

printf("time_use is %f\n",time_use);

//输出：time_use is 3001410.000000

//下面的采用指针的方式也可以，但是要注意指针类型若不分配内存的话，编译正确，但是运行结果会不对

}

3. #include <sys/times.h>

clock_t
times(struct
tms *buf); 
单位10毫秒(ms)  times实际上面就是调用clock() 实现的。

times() 函数返回从过去一个任意的时间点所经过的时钟数。返回值可能会超出 clock_t  (一般为 long 型) 的范围(溢出)。如果发生错误，则返回 (clock_t ) -1 类型，然后设置相应的 errno 值。

系统每秒的时钟可以通过 sysconf(_SC_CLK_TCK); 函数获得。

tms结构体如下:

strace tms{

clock_t tms_utime;

clock_t tms_stime;

clock_t tms_cutime;

clock_t tms_cstime;

}

注释:

tms_utime记录的是进程执行用户代码的时间.

tms_stime记录的是进程执行内核代码的时间.

tms_cutime记录的是子进程执行用户代码的时间.

tms_cstime记录的是子进程执行内核代码的时间.

2)测试:

vi test2.c

#include <sys/times.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

static void do_cmd(char *);

static void pr_times(clock_t, struct tms *, struct tms *);

int main(int argc, char *argv[]){

int i;

for(i=1; argv[i]!=NULL; i++){

do_cmd(argv[i]);

}

exit(1);

}

static void do_cmd(char *cmd){

struct tms tmsstart, tmsend;

clock_t start, end;

int status;

if((start=times(&tmsstart))== -1)

puts("times error");

if((status=system(cmd))<0)

puts("system error");

if((end=times(&tmsend))== -1)

puts("times error");

pr_times(end-start, &tmsstart, &tmsend);

exit(0);

}

static void pr_times(clock_t real, struct tms *tmsstart, struct tms *tmsend){

static long clktck=0;

if(0 == clktck)

if((clktck=sysconf(_SC_CLK_TCK))<0)

puts("sysconf err");

printf("real:%7.2f\n", real/(double)clktck);

printf("user-cpu:%7.2f\n", (tmsend->tms_utime - tmsstart->tms_utime)/(double)clktck);

printf("system-cpu:%7.2f\n", (tmsend->tms_stime - tmsstart->tms_stime)/(double)clktck);

printf("child-user-cpu:%7.2f\n", (tmsend->tms_cutime - tmsstart->tms_cutime)/(double)clktck);

printf("child-system-cpu:%7.2f\n", (tmsend->tms_cstime - tmsstart->tms_cstime)/(double)clktck);

}

编译:

gcc test2.c -o test2

测试这个程序:

time ./test2 "dd if=/dev/zero f=/dev/null bs=1M count=10000"

10000+0 records in

10000+0 records out

10485760000 bytes (10 GB) copied, 4.93028 s, 2.1 GB/s

real:   4.94

user-cpu:   0.00

system-cpu:   0.00

child-user-cpu:   0.01

child-system-cpu:   4.82

4. #include <time.h>

  clock_t clock(void);    单位10毫秒(ms)

 int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);
系统每秒的时钟可以通过 sysconf(_SC_CLK_TCK); 函数获得。
 

第三章 总结

1)精确度比较:

以下是各种精确度的类型转换:

1秒=1000毫秒(ms), 1毫秒=1/1000秒(s)；

1秒=1000000 微秒(μs), 1微秒=1/1000000秒(s)；

1秒=1000000000 纳秒(ns),1纳秒=1/1000000000秒(s)；

2)

clock()函数的精确度是10毫秒(ms)

times()函数的精确度是10毫秒(ms)

gettimofday()函数的精确度是微秒(μs)

clock_gettime()函数的计量单位为十亿分之一，也就是纳秒(ns)

3） times() 和 clock()

默认的Linux时钟周期是100HZ,而现在最新的内核时钟周期默认为250HZ.

如何得到内核的时钟周期呢?

grep ^CONFIG_HZ /boot/config-2.6.26-1-xen-amd64

CONFIG_HZ_250=y

CONFIG_HZ=250

结果就是250HZ.

而用sysconf(_SC_CLK_TCK);得到的却是100HZ

例如:

#include    <stdio.h>

#include    <stdlib.h>

#include    <unistd.h>

#include    <time.h>

#include    <sys/times.h>

#include    <sys/time.h>

int

main ( int argc, char *argv[] )

{

long tps = sysconf(_SC_CLK_TCK);

printf("%ld\n", tps);

return EXIT_SUCCESS;

}

为什么得到的是不同的值呢？

因为sysconf(_SC_CLK_TCK)和CONFIG_HZ所代表的意义是不同的.

sysconf(_SC_CLK_TCK)是GNU标准库的clock_t频率.

它的定义位置在:/usr/include/asm/param.h

例如:

#ifndef HZ

#define HZ 100

#endif

最后总结一下内核时间:

内核的标准时间是jiffy,一个jiffy就是一个内部时钟周期,而内部时钟周期是由250HZ的频率所产生中的,也就是一个时钟滴答,间隔时间是4毫秒(ms).

也就是说:

1个jiffy=1个内部时钟周期=250HZ=1个时钟滴答=4毫秒

sysconf(_SC_CLK_TCK)使用默认的Linux时钟周期是100HZ，  1个jiffy=1个内部时钟周期=100HZ=1个时钟滴答=10毫秒，所以clock（） 和 times（）的最新单位是10ms

每经过一个时钟滴答就会调用一次时钟中断处理程序，处理程序用jiffy来累计时钟滴答数,每发生一次时钟中断就增1.

而每个中断之后,系统通过调度程序跟据时间片选择是否要进程继续运行,或让进程进入就绪状态.

时间： 2024-10-11 04:11:46

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