gmtime不支持多线程并发

记录本周一个诡异故障，大概是这个情况，我方程序定期查或者收对端一个数据项，判断是否有变更，如果有变更，我就提示给用户，让用户同步一下数据或者开启自动同步，有变更就触发同步。但是，近期对端说没有修改数据项，我方程序却频繁通知用户不一致需要同步，用户很恼火，要求追查原因。

数据是否改变的逻辑是靠修改时间确定的，定期报上来的其实就是两项：数据项名称+整型的时间值。这个时间值应该是unix典型的时间，从1970.1.1开始的秒数，通过时间转换函数转换为年月日时分秒。这个逻辑运行多年没有出过问题，查日志发现偶发同一个数据，日期不同。这两个日期有一个客户和对端的日期对上，另外一个对不上，我怀疑对端有两个日期，对端程序员说就一份数据，很奇怪。

既然双方都认为没有问题，只能靠日志报文检查了，因为偶发，还很难抓住，原来也出过类似问题，都不了了之了，这次想证明是对方问题，就下功夫抓报文，终于抓到了，结果大跌眼镜，同样的整数值，时间转换函数偶发转换成另外的值了，竟然是我们这边的问题。

仔细核对了出错代码：

time1 = 从对端TCP读
struct tm* tt_tm;
tt_tm=ACE_OS::gmtime(&time1);
ACE_OS::strftime(strTime, "%Y%m%d%H%M%S", tt_tm);

就两行代码，还会出错？

ACE其实是个老古董了，封装的是操作系统libc的库，问了一下豆包，说可能线程不安全，但也不确定，建议看ACE源码，看来ACE相关的信息太少，大模型都给不出确切答案。直接查ACE代码：

ACE_OS::gmtime(const time_t *t) {

        ACE_OSCALL_RETURN (::gmtime(t), struct tm *,0);
}

glibc-2.38/time/gmtime.c

__gmtime64(const __time64_t *t) {

    return __tz_convert(*t, 0, &_tmbuf);

}

struct tm*

gmtime(const time_t *t)

{

    __time64_t t64 = *t;

    return __gmtime64(&t64);

}

glibc-2.38/time/localtime.c

#include <time.h>

struct tm _tmbuf

破案了，_tmbuf是个全局变量，大家都用到，多线程并发肯定就乱了。

豆瓣提示可以用ACE_OS::gmtime_r,或者使用boost的时间函数boost/date_time，都是线程安全的。

做了个简单实验：程序有点笨，主要是检验功能。

使用pthread，clion里面编译缺省没有，需要在CMakeLists.txt中增加一行：

set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -pthread")

// test gmtime and gmtime_r
#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>


pthread_t pthid1,pthid2,pthid3,pthid4;
void *pth1_main(void *arg);
void *pth2_main(void *arg);
void *pth3_main(void *arg);
void *pth4_main(void *arg);

int main() {
    std::cout << "test gmtime" << std::endl;

    if(pthread_create(&pthid1,NULL,pth1_main,(void*)0)!=0)
    {
        printf("create pthid1 failed\n");
        return -1;
    }

//    sleep(1);

    if(pthread_create(&pthid2,NULL,pth2_main,(void*)0)!=0)
    {
        printf("create pthid2 failed\n");
        return -1;
    }

    if(pthread_create(&pthid3,NULL,pth3_main,(void*)0)!=0)
    {
        printf("create pthid3 failed\n");
        return -1;
    }
    if(pthread_create(&pthid4,NULL,pth4_main,(void*)0)!=0)
    {
        printf("create pthid4 failed\n");
        return -1;
    }


//    printf("thread1\n");
    pthread_join(pthid1,NULL);
//    printf("thread2\n");
    pthread_join(pthid2,NULL);
    pthread_join(pthid3,NULL);
    pthread_join(pthid4,NULL);
    printf("waiting...\n");

    return 0;
}

void *pth1_main(void *arg) {
    printf("thread1\n");
    time_t time1 = 0x65a904bb;
    struct tm *timeinfo;

    timeinfo = gmtime(&time1);

    printf("1Year: %d ", timeinfo->tm_year + 1900);
    printf("1Month: %d ", timeinfo->tm_mon + 1);
    printf("1Day: %d ", timeinfo->tm_mday);
    printf("1Hour: %d ", timeinfo->tm_hour);
    printf("1Minute: %d ", timeinfo->tm_min);
    printf("1Second: %d\n", timeinfo->tm_sec);

    if(timeinfo->tm_sec != 11) {
        printf("thread1 error\n");
    }

    pthread_exit(NULL);
}

void *pth2_main(void *arg){
    printf("thread2\n");

    time_t time1 = 0x64dface1;
    struct tm *timeinfo;


    timeinfo = gmtime(&time1);

    printf("2Year: %d ", timeinfo->tm_year + 1900);
    printf("2Month: %d ", timeinfo->tm_mon + 1);
    printf("2Day: %d ", timeinfo->tm_mday);
    printf("2Hour: %d ", timeinfo->tm_hour);
    printf("2Minute: %d ", timeinfo->tm_min);
    printf("2Second: %d\n", timeinfo->tm_sec);
    if(timeinfo->tm_sec != 45)
        printf("thread2 error\n");

    pthread_exit(NULL);
}

void *pth3_main(void *arg) {
    printf("thread3\n");
    time_t time1 = 0x65a904bc;
    struct tm timeinfo;

    gmtime_r(&time1, &timeinfo);

    printf("3Year: %d ", timeinfo.tm_year + 1900);
    printf("3Month: %d ", timeinfo.tm_mon + 1);
    printf("3Day: %d ", timeinfo.tm_mday);
    printf("3Hour: %d ", timeinfo.tm_hour);
    printf("3Minute: %d ", timeinfo.tm_min);
    printf("3Second: %d\n", timeinfo.tm_sec);

    if(timeinfo.tm_sec != 12) {
        printf("thread3 error\n");
    }

    pthread_exit(NULL);
}

void *pth4_main(void *arg){
    printf("thread4\n");

    time_t time1 = 0x64dface2;
    struct tm timeinfo;


    gmtime_r(&time1, &timeinfo);

    printf("4Year: %d ", timeinfo.tm_year + 1900);
    printf("4Month: %d ", timeinfo.tm_mon + 1);
    printf("4Day: %d ", timeinfo.tm_mday);
    printf("4Hour: %d ", timeinfo.tm_hour);
    printf("4Minute: %d ", timeinfo.tm_min);
    printf("4Second: %d\n", timeinfo.tm_sec);
    if(timeinfo.tm_sec != 46)
        printf("thread4 error\n");

    pthread_exit(NULL);
}

果然很容易复现问题，线程都不用循环，thread1线程就乱了。boost没有实验，不太熟悉，据说也没有问题。

我想试试windows有没有问题，用我最新安装的VS2022,发现人家直接给提示gmtime已废弃，编译不过，提示替换为gmtime_s(晕，和unix还后缀不同)，替换后才编译过了，可以正常运行，多线程安全

#include <iostream>
#include <time.h>
#include <thread>

void f1() {
	time_t time1 = 0x65a904bb;
	//struct tm* timeinfo;
	struct tm timeinfo_s;
	struct tm* timeinfo = &timeinfo_s;

	//timeinfo = gmtime(&time1);
	gmtime_s(&timeinfo_s,&time1);
	printf("1Year: %d ", timeinfo->tm_year + 1900);
	printf("1Month: %d ", timeinfo->tm_mon+1);
	printf("1Day: %d ", timeinfo->tm_mday);
	printf("1Second: %d\n", timeinfo->tm_sec);
}

void f2() {
	time_t time1 = 0x64dface1;
	struct tm timeinfo_s;
	struct tm* timeinfo = &timeinfo_s;

	//timeinfo = gmtime(&time1);
	gmtime_s(&timeinfo_s, &time1);
	printf("2Year: %d ", timeinfo->tm_year + 1900);
	printf("2Month: %d ", timeinfo->tm_mon + 1);
	printf("2Day: %d ", timeinfo->tm_mday);
	printf("2Second: %d\n", timeinfo->tm_sec);

}


int main() {
	std::cout << "test gmtime" << std::endl;
	std::thread t1(f1);
	std::thread t2(f2);
	t1.join();
	t2.join();

	return 0;
}

看来有个强大的C++ IDE编译器还是很重要的。