程序中时间的表示及时间函数的的选择_程序里的时间-优快云博客

时间系统一般在程序中有以下几个层次：

1. 绝对时间

2. 本机系统时间

3. 本进程运行时间

4. 用户自定义的时间（差分系统时间）

根据不同的精度需求一般又分为：

1. 日历时间

2. 高精度时间

根据场景不同，又可分为：

1. 单系统，单线程

2. 单系统，多线程(多进程)

3. 跨系统，多线程（多进程）

linux系统与windows系统又略有不同，这里总结下最近对时间系统的理解。

日历时间，往往以年，月，日，时，分，秒的格式出现，这是对精度要求不高的时间需求。

在windows API中，获取时间的函数：

CTime::GetCurrentTime();

GetLocalTime(&st);

linux下，用time_t数据类型来保存，是自1970年1月1日00:00:00以来国际标准时间所经过的描述累计值。

time_t 一般是一个long型来表示，单位是秒

而struct tm是一个结果以年，月，日，时，分，秒等表示

相关函数： ctime()、gmtime()、localtime()、asctime()、mktime()、strfitme()

一些函数是time_t与结构tm直接的相互转换：

localtime和gmtime都是将日历时间转换为年月日时分秒表示的时间，并存入struct tm的结构中，两个区别：前者考虑转换成本地时间，考虑了市区和夏时制标志；后者则转换为国际的标准时间。

mktime则是将struct tm转换为time_t，将结构转换为秒数

ctime和astime则是将时间转换为时间字符串，区别是两者的入参一个是time_t，另一个是struct tm

time(time_t)是获取秒数。

且以上函数是单线程下使用，不是多线程安全的，若在多线程下，应使用：

       char *asctime_r(const struct tm *tm, char *buf);
       char *ctime_r(const time_t *timep, char *buf);
       struct tm *gmtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);
       struct tm *localtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);

以上仅仅是与日历时间相关，精度是秒。

但在实时系统中，很多事需要高精度时间的比较：

所以，需要其他函数的支持：

windows下：

getTickCount 10ms精度，其实是tick的精度，如果tick的精度是22ms，那么这个函数的精度是22ms。很多毫秒标称的函数，其精度都是粗于1毫秒的。

QueryPerfermanceCount / QueryPerformanceFrequency 约100ns精度

而linux下，提供了两个结构来描述，一个微秒级，一个纳秒级

struct timeval

{

time_t tv_sec;

suseconds_t tv_usec;

};

对应的函数gettimeofday

struct timespec

{

time_t tv_sec;

long tv_nsec;

};

对应的函数是 clock_gettime()

这两个函数都是可重入的，即线程安全的。

在程序要求统计精确的时间时，常用的是clock()函数。

其通常是统计单进程的运行时间。但其精度要粗于ms。并且，其无法统计子进程的时间，linux下无法，区分用户空间和进程空间。

而times函数/系统调用，能区分进程、子进程的用户代码和内核代码的执行时间。其返回的结构是struct tms;

但clock和times函数的精度一般为10ms，或更糟。

1. 绝对时间获取

使用场景：跨机系统，多线程开发

在linux系统中，是自1970年1月1日00:00:00以来国际标准时间所经过的描述累计值，使用这个很方便。timespec或timeval结构能比较方便的提供高精度的时钟。

而在windows下，GetTimeTick()，及QueryPerformanceCounter（）都是从本机系统启动开始统计。因此，其需要外部时间服务器来支持。

2. 本机系统时间systemTick

使用场景：本机系统，多线程或单线程开发

Linux和Windows都能支持这种方式。

3. 本线程运行时间

使用场景：clock()函数。在简单的单线程开发中使用。

4. 用户自定义的时间

使用场景：较复杂的系统，拥有自定义时间服务的类库

a. 提供统一的时间戳接口。可以分别封装linux和windows的时间函数。

b. 差分时钟服务。更进一步的封装，提供一个timer类，当实例化的timer类 start时，记录下当前的绝对时间或系统时间startTime，以后每次从timer获取时间时，只需要提供一个时间差，（currentTime - startTime）。这样就能简化时间的表示形式，只需一个整型数表示时间，不用担心溢出的问题。这在日志等服务里使用比较好。

最后，时间的表示问题：

当用一个整型数来表示时间的秒数或毫秒数时，很容易造成溢出。有三种方法处理：

1. 采用64位计数器。Int64，如果当前硬件/系统支持，就采用64位表示，只不过其开销大些，但编程使用时比较方便。

2. 采用分段式计数，如timeval，timespec，一个统计秒数，另外一个统计us或ns。在linux系统下，比较方便。

3. 采用相对系统启动时间。

无论哪种方式，根据实际需求，要注意time时间的表示方式在当前程序中是否会溢出。如果可能溢出，就要挑选一种稳妥的方式来表示。

参考：

http://www.cnblogs.com/nanye/articles/2532480.html

http://www.360doc.com/content/12/1227/19/9305922_256634687.shtml

http://blog.youkuaiyun.com/tanker1024/article/details/3889308