在嵌入式编程中中。常常须要输出系统的当前时间、计算程序的运行时间、使用计时器等。近期也做了不少关于时间的操作。今天就认真总结一下，部分内容是在网上看到的。自己经过验证总结出来。
1、时间的类型
1.格林威治标准时间coordinated universal time(UTC)是世界标准时间，即常说的格林威治标准时间(greenwich mean time,GMT)。
2.日历时间
日历时间(calendar time)是用"一个标准时间点(如1970年1月1日0点)到此时经过的秒数"来表示的时间。
2、经常使用时间函数的API
1、获取日历时间
#include <time.h>time_t time(time_t *tloc)
函数功能 : 获取日历时间，即从1970年1月1日0点到如今所经历的秒数.
參数 : 通常设置为NULL
（time_t在time.h中定义：typedef long int time_t）time_t记录自1970年1月1日凌晨以来的秒数，在Linux/Unix上定义为long int类型，在32位系统上，time_t最多仅仅能记录2,147,483,647秒，也就是说到了2038年将会产生溢出（这就是为什么非常多嵌入式设备日期仅仅可以设置到2038年的原因），但在64位系统上不会出现此问题。函数double difftime(time_t time1, time_t time0);用于比較两个time_t类型的值。
#include <time.h>
void main()
{
long lSeconds = 0;
lSeconds = time(NULL);
printf("seconds = %ld
", lSeconds);
}
2、将日历时间转换为格林威治标准时间和本地时间
通经常使用户得到日历时间的秒数后能够将这些秒数转化为更easy接受的时间表示方式，这些表示时间的方式有格林威治时间、本地时间等首先介绍一个表示时间经常使用的数据结构。
{
int tm_sec; //秒值
int tm_min; //分钟值
int tm_hour; //小时值
int tm_mday; //本月第几日
int tm_mon; //本年第几月
int tm_year; //tm_year+1900=哪一年
int tm_wday; //本周第几日
int tm_yday; //本年第几日
int tm_isdst; //日光节约时间
}
-----------------------------------------------------------------
tm_sec | 秒，范围是0~59。
tm_min | 分，范围是0~59。
tm_hour | 时，范围是0~23。
tm_mday | 日，范围是1~31。
tm_mon | 月，范围是0~11。注意是0到11。
tm_year | 年，自1900以来的年数。
tm_wday | 星期几。从星期天開始计算，范围是0~6。
tm_yday | 一年中的哪一天，0~365。
tm_isdst | 夏令时间（DST）的一个标志。 -----------------------------------------------------------------
函数介绍：
struct tm *gmtime(const time_t *timep)
函数功能 : 将日历时间转化为格林威治标准时间。并保存在tm结构
參数:日历时间的返回值
struct tm* localtime(const time_t *timep)
函数功能:将日历时间转化为本地时间,并保存至tm结构
參数:日历时间的返回值。
例：
#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main(void)
{
struct tm *local;
time_t t;
t = time(null); //获取日历时间
local = localtime(&t);//将日历时间转化为本地时间，并保存在struct tm结构中
printf("local hour is :%d
",local->tm_hour);
local = gmtime(&t); //将日历时间转化为格林威治时间。并保存在struct tm结构中
printf("utc hour is :%d
",local->tm_hour);
return 0;
}
3、时间显示
利用函数gmtime()、localtime()能够将日历时间转化为格林威治时间和本地时间，尽管用户可通过结构体tm来获取这些时间值，但看起来还不方便，最好是将全部的信息。如年、月、日、星期、时、分、秒以字符串的形式显示出来。
char *asctime(const struct tm *tm)
函数功能:将tm格式的时间转化为字符串
參数:日历时间的返回值
比如: SAT Jul 30 08:43:03 2005
该函数必须依照以下3个步骤来进行.
<1>使用函数time()来获取日历时间
<2>使用函数gmtime()将日历时间转化为格林威治标准时间
<3>使用函数asctime()将tm格式的时间转化为字符串
例：
#include <time.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
struct tm *ptr;
time_t lt;
lt = time(null); //获取日历时间
ptr = gmtime(<); //转化为格林威治时间*/
printf(asctime(ptr)); //以格林威治时间的字符串方式打印
printf(ctime(<)); //以本地时间的字符串方式打印*/
return 0;
}
char *ctime(const time_t *timep)
函数功能:将日历时间转化为本地时间的字符串形式
參数:日历时间的返回值。
该函数.必须依照以下2个步骤来进行.
<1>使用函数time()来获取日历时间
<2>使用函数ctime()将日历时间直接转化为字符串
PS：有time函数将time_t值转换为struct tm类型值，函数mktime 能够将struct
tm类型值转换为time_t类型的值。其原型为：
time_t mktime(struct tm *tm);
4、计算事件耗时
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz)
函数功能 : 获取从今日凌晨(0:0:0)到如今的时间差。经常使用于计算事件耗时參数1 : 存放从今日凌晨(0:0:0)到如今的时间差，时间差以秒或微秒为单位，以结构体形式存放
參数2 : 常设置为null
函数使用方法:能够在做某件事情之前调用gettimeofday()。在做完该件事情之后调用gettimeofday()，两个函数的參数1的差就是做该事情所消耗的时间。
也常常在程序中作为定时器处理，比方每隔多长时间时间运行一次什么事件。
struct timeval
{
int tv_sec; //秒数
int tv_usec; //微秒数
}
// 计算时间差。单位毫秒
int elapsed_time(struct timeval *ct, struct timeval *lt)
{
int elapsed = (ct->tv_sec - lt->tv_sec) * 1000 + (ct->tv_usec - lt->tv_usec) / 1000;
return elapsed;
}
5、设置系统时钟
这里要介绍两个函数，同time和gettimeofday相应，stime和settimeofday，原型例如以下：
int stime(time_t *t);
int settimeofday(const struct timeval *tv, const struct timezone *tz);
仅仅是settimeofday设置的时间比stime更精确罢了。6、延时函数
（1）unsigned int sleep(unsigned int seconds)
函数功能 : 使程序睡眠seconds秒
參数 : 须要休眠的秒数
（2）void usleep(unsigned long usec)
函数功能 : 使程序睡眠usec微秒
參数 : 须要休眠的秒数
7、定时器
unsigned alarm(unsigned seconds);
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void alarm_handler(int signum)
{
rintf("Five seconds passed!
");
}
void func(void)
{
signal(SIGALRM, alarm_handler);
alarm(5);
pause();
}
int main(void)
{
func();
return 0;
}
程序将在5秒之后运行alarm_handler函数，这里还使用了pause函数。用于挂起进程直到捕捉到一个信号时才退出。注意alarm一次仅仅能发送发送一个信号。假设要再次发送信号。须要又一次调用alarm函数。
除了alarm外。还能够使用setitimer来设置定时器，使用getitimer来获取定时器的状态，原型例如以下：
int setitimer(int which, const struct itimerval *restrict value, struct itimerval *restrict ovalue);
int getitimer(int which, struct itimerval *value);
说明：
须要包括头文件sys/time.h
which參数有三种取值：
ITIMER_REAL 按实际时间记时，时间到了之后发送SIGALRM信号。相当于alarm。
ITIMER_VIRTUAL 仅当进程运行时才进行记时，发送SIGVTALRM信号。
ITIMER_PROF 当进程运行时和系统运行该进程时都记时。发送的是SIGPROF信号。
struct itimerval用来指定定时时间。定义例如以下：
{
struct timerval it_interval; /* next value */
struct timerval it_value; /* current value */
};
在setitimer函数中，ovalue假设不为空，则保留上次调用设置的值。
3、时间函数的安全使用方法
localtime函数不是线程安全的。假设在多线程里调用localtime函数，非常可能会出现故障。
多线程应用里面。应该用localtime_r函数替代localtime函数，由于localtime_r是线程安全的。
相同gmtime函数和gmtime_r函数
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);
struct tm *gmtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);
struct tm *localtime(const time_t *timep);
struct tm *localtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);
time_t mktime(struct tm *tm);
gmtime() 函数将日历时间timep转换为用UTC时间表示的时间。它可能返回NULL，比方年份不能放到一个整数中。返回值指向一个静态分配的结构，该结构可能会被接下来的不论什么日期和时间函数调用覆盖。gmtime_r()函数功能与此同样，可是它能够将数据存储到用户提供的结构体中。
localtime() 函数将日历时间timep转换为用户指定的时区的时间。
这个函数的行为好像是它调用了tzset(3) 而且将外部变量tzname设置为当前时区的信息。将timezone设为UTC和本地标准时间的差值，而且，假设在一年的部分时间使用日光节约规则时将daylight设置为非空值。返回值指向一个静态分配的结构，该结构可能会被接下来的不论什么日期和时间函数调用覆盖。
localtime_r()函数功能与此同样，可是它能够将数据存储到用户提供的结构体中。它不须要设置tzname。
4、时间函数功能測试
例1：
#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main()
{
time_t cur_time = time(NULL);
if (cur_time < 0)
{
perror("time");
return -1;
}
struct tm utc_tm;
if (NULL == gmtime_r(&cur_time, &utc_tm))
{
perror("gmtime");
return -1;
}
struct tm local_tm;
if (NULL == localtime_r(&cur_time, &local_tm))
{
perror("localtime" );
return -1;
}
printf("UTC = %s", asctime(&utc_tm));
printf("LOC = %s", asctime(&local_tm));
printf("LOC = %s", ctime(&cur_time));
return 0;
}
输出结果：
xzg@byxc-PDSML:~/test$ gcc -o time time.c
xzg@byxc-PDSML:~/test$ ./time
UTC = Tue Jul 15 01:41:08 2014
LOC = Tue Jul 15 09:41:08 2014
LOC = Tue Jul 15 09:41:08 2014
系统时间使用了UTC，能够看到“本地时间=
UTC时间 + 8”，输出正确。
例2：
#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main()
{
time_t cur_time = time(NULL);
if (cur_time < 0)
{
perror("time");
return -1;
}
struct tm *utc_tm = gmtime( &cur_time );
if( NULL == utc_tm )
{
perror("gmtime" );
return -1;
}
<strong>printf("UTC = %s", asctime(utc_tm) );</strong>
struct tm *local_tm = localtime( &cur_time );
if( NULL == local_tm )
{
perror("localtime" );
return -1;
}
printf("LOC = %s", asctime(local_tm) );
printf("LOC = %s", ctime(&cur_time) );
return 0;
}
输出结果：
xzg@byxc-PDSML:~/test$ gcc -o time1 time1.c
xzg@byxc-PDSML:~/test$ ./time1
UTC = Tue Jul 15 02:00:38 2014
LOC = Tue Jul 15 10:00:38 2014
LOC = Tue Jul 15 10:00:38 2014
xzg@byxc-PDSML:~/test$
例3：
#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main()
{
time_t cur_time = time(NULL);
if (cur_time < 0)
{
perror("time");
return -1;
}
struct tm *utc_tm = gmtime( &cur_time );
if( NULL == utc_tm )
{
perror("gmtime" );
return -1;
}
struct tm *local_tm = localtime( &cur_time );
if( NULL == local_tm )
{
perror("localtime" );
return -1;
}
<strong>printf("UTC = %s", asctime(utc_tm) );</strong>
printf("LOC = %s", asctime(local_tm) );
printf("LOC = %s", ctime(&cur_time) );
return 0;
}输出结果：
xzg@byxc-PDSML:~/test$ gcc -o time1 time1.c
xzg@byxc-PDSML:~/test$ ./time1
UTC = Tue Jul 15 10:03:26 2014
LOC = Tue Jul 15 10:03:26 2014
LOC = Tue Jul 15 10:03:26 2014
这程序输出有错，UTC时间和本地时间同样了“可能会被接下来的不论什么日期和时间函数调用覆盖”造成的。
总结：
使用gmtime和localtime后要马上处理结果。否则返回的指针指向的内容可能会被覆盖。一个好的方法是使用gmtime_r和localtime_r，因为使用了用户分配的内存。这两个函数是不会出错的。