Эта глава описывает функции для управления датой и временем, включая функции для определения текущего времени и преобразование между различными представлениями времени.
Функции времени относятся к трем категориям:
Если вы пробуете оптимизировать вашу программу или измерять эффективность, очень полезно знать, сколько времени процессора или CPU времени она использовала в любой заданной точке. Процессорное время является отличным от фактических часов, потому что оно не включает все потраченное время на ожидание ввода-вывода или когда выполняется некоторый другой процесс. Процессорное время представляется типом данных clock_t, и дано как ряд импульсов времени относительно произвольного базового времени, отмечающего начало одиночного вызова программы.
Чтобы получить прошедшее CPU время, используемое процессом, Вы можете использовать функцию clock. Это средство объявлено в заглавном файле " time.h ".
Обычно, Вы вызываете функцию clock в начале и конца интервала, который Вы хотите измерить, вычитаете значения, и тогда делите на CLOCKS_PER_SEC (число импульсов времени clock в секунду), примерно так:
#include <time.h>
clock_t start, end;
double elapsed;
start = clock();
. . . /* Do the work. */
end = clock();
elapsed=((double)(end-start))/CLOCKS_PER_SEC;
В системе GNU, clock _t эквивалентен long int, а CLOCKS_PER_SEC - целочисленное значение. Но в других системах, и clock _t и тип макрокоманды CLOCKS_PER_SEC может быть или целое число, или с плавающей точкой. Приведением значения времени процессора к double, см. пример выше, удостоверяется, что нужные операции работают правильно и последовательно независимо от того, каково основное представление.
int CLOCKS_PER_SEC
int CLK_TCK
clock_t (тип данных)
clock_t clock (void) (функция)
Функция times возвращает более детализированную информацию относительно прошедшего процессорного времени в struct tmsobject. Вы должны включить заглавный файл " sys/times.h " чтобы использовать это средство.
struct tms (тип данных)
clock_t tms_utime
clock_t tms_stime
clock_t tms_cutime
clock_t tms_cstime
Все времена даны в импульсах сигналов времени. Они - абсолютные значения; в новом процессе, они - все нуль. См. Раздел 23.4 [Создание Процесса].
clock_t times (struct tms *buffer) (функция)
Возвращаемое значение - также как значение clock (): прошедшее реальное время относительно произвольной основы. Основа - константа внутри специфического процесса, и обычно представляет время начиная с запуска системы. Значение (clock_t) (-1) возвращается, чтобы указать отказ.
Примечание Переносимости: функция clock, описанная в Разделе 17.1.1 [Базисное процессорное Время], определена в соответствии c стандартом ANSI C. Функция times - возможность POSIX.1. В системе GNU, значение, возвращенное функцией clock эквивалентно сумме tms_utime и tms_stime полей, возвращенных times.
Этот раздел описывает средства для слежения за датами и временем согласно Грегорианскому календарю.
Имеются три представления информации даты и времени:
Этот раздел описывает time_t тип данных для представления календарного времени, и функции, которые используют объекты календарного времени. Эти средства объявлены в заглавном файле " time.h ".
time_t
В других системах, time_t может быть или целым числом или с плавающей запятой.
double difftime (time_t time1, time_t time0) (функция)
В системе GNU, Вы можете просто вычитать значения time_t. Но в других системах, time_t тип данных может использовать некоторое другое кодирование, где вычитание не работает непосредственно.
time_t time (time_t *result)
Тип данных time_t, используемый, чтобы представить календарное вермя имеет разрешающую способность только в одну секунду.
Некоторые приложения нуждаются в большей точности.
Так, библиотека GNU C также содержит функции, которые способны представить календарь с более высокой разрешающей способностью чем одна секунда. Функции и связанные типы данных, описанные в этом разделе объявлены в " sys/time.h ".
struct timeval (тип данных)
long int tv_sec
long int tv_usec
Некоторые значения struct timeval - используются для временных интервалов. Тогда tv_sec элемент - число секунд в интервале, а tv_usec - число микросекунд.
struct timezone (тип данных)
int tz_minuteswest
int tz_dsttime
Часто необходимо вычесть два значения типа struct timeval. Вот самый лучший способ делать это. Он работает даже на некоторых специфических операционных системах, где tv_sec элемент имеет тип unsigned.
int
timeval_subtract (result, x, y)
struct timeval *result, *x, *y;
{
if (x->tv_usec < y->tv_usec) {
int nsec = (y->tv_usec-x->tv_usec)/1000000+1;
y->tv_usec -= 1000000 * nsec;
y->tv_sec += nsec;
}
if (x->tv_usec - y->tv_usec > 1000000) {
int nsec = (y->tv_usec-x->tv_usec)/1000000;
y->tv_usec += 1000000 * nsec;
y->tv_sec -= nsec;
}
result->tv_sec = x->tv_sec - y->tv_sec;
result->tv_usec = x->tv_usec - y->tv_usec;
return x->tv_sec < y->tv_sec;
}
int gettimeofday (struct timeval *tp, struct timezone *tzp) (функция)
Возвращаемое значение - 0 при успехе и -1 при отказе. Следующее errno условие ошибки определено для этой функции:
операционная система не поддерживает получение информации часового пояса, и tzp - не пустой указатель. Операционная система GNU не поддерживает использование struct timezoneto для представления информации часового пояса; это - устаревшая возможность 4.3 BSD. Вместо этого, используйте средства, описанные в Разделе 17.2.6 [Функции Часового пояса].
int settimeofday (const struct timeval *tp, const struct timezone *tzp)
Вы должны быть привилегированным пользователем, чтобы использовать settimeofday.
Возвращаемое значение - 0 при успехе и -1 при отказе. Следующие errno условия ошибки определены для этой функции:
Этот процесс не может устанавливать время, потому что он не привилегированный.
операционная система не поддерживает установку информации часового пояса, и tzp - не пустой указатель.
int adjtime (const struct timeval *delta, struct timeval *olddelta)
Аргумент delta определяет относительную корректировку, которая будет сделана относительно текущего времени. Если он отрицателен, часы системы замедляются. Если положителен, часы системы ускоряются.
Если аргумент olddelta - не пустой указатель, функция adjtime, возвращает информацию относительно любой предыдущей корректировки, которая еще не завершилась.
Эта функция обычно используется, чтобы синхронизировать часы компьютеров в местной сети.
Вы должны быть привилегированным пользователем, чтобы использовать ее. Возвращаемое значение - 0 при успехе и -1 при отказе. Следующее errno условие ошибки определено для этой функции:
Вы не имеют привилегий, чтобы установить время.
Календарное время представляется как число секунд. Это удобно для вычисления, но не имеет никакого отношения к способу, которым люди обычно представляют даты и время. Нпротив, разделенное время двоичное представление, разделенное на год, месяц, день, и так далее.
Разделенное время всегда зависит от выбора зоны местного времени, и оно также указывает, какой часовой пояс использовался.
Символы в этом разделе объявлены в заглавном файле " time.h ".
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
long int tm_gmtoff
Tm_gmtoff поле расширение библиотеки GNU.
const char *tm_zone
struct tm * localtime (const time_t *time) (функция)
Возвращаемое значение - указатель на статическую структуру разделенного времени, которая могла бы быть записана поверх последующими обращениями к любой из функций date и time. (Но никакая другая библиотечная функция не записывает поверх содержимого этого объекта.)
Вызов localtime имеет и другой эффект: она устанавливает переменную tzname с информацией относительно текущего часового пояса. См. Раздел 17.2.6 [Функции Часового пояса].
struct tm * gmtime (const time_t *time) (функция)
Вспомните, что календарное время всегда выражается в координированном универсальном времени.
time_t mktime (struct tm *brokentime) (функция)
Mktime функция игнорирует заданное содержимое tm_wday и tm_yday элементов структуры разделенного времени. Она использует значения других компонентов, чтобы вычислить календарное время; для этих компонентов допустимо иметь ненормализованные значения вне их нормальных диапазонов. Еще mktime корректирует компоненты структуры brokentime (включая tm_wday и tm_yday).
Если заданное разделенное время не может представляться как календарное время, mktime, возвращает значение (time_t) (-1) и не изменяет содержимое brokentime.
Вызов mktime также устанавливает переменную tzname с информацией относительно текущего часового пояса. См. Раздел 17.2.6 [Функции Часового пояса].
Функции, описанные в этом разделе форматирнуют значения времени как строки. Эти функции объявлены в заглавном файле " time.h ".
char * asctime (const struct tm *brokentime) (функция)
"Tue May 21 13:46:22 1991\n"
Сокращения для месяцев: `Jan', `Feb', `Mar', `Apr', `May', `Jun', `Jul', `Aug', `Sep', `Oct', `Nov', and `Dec'.
Возвращаемое значение указывает на статически размещенную строку, которая могла бы быть записана поверх последующими обращениями к любой из функций date и time. (Но никакая другая библиотечная функция не записывает поверх содержимого этой строки.)
char * ctime (const time_t *time)
size_t strftime (char *s, size_t size, const char *template, const struct tm *brokentime)
Обычные символы, появляющиеся в шаблоне копируются в строку вывода s; она может включать многобайтовые символы. Спецификаторы Преобразования представляются символом ` % ', и заменяются в строке вывода следующим образом:
Если s - пустой указатель, strftime не делает фактической записи чего-нибудь, но взамен возвращает число символов, которое она написала бы.
Для примера strftime, см. Раздел 17.2.7 [Пример Функции Времени].
В системе GNU, пользователь может определять часовой пояс посредством TZ переменной среды.
Для уточнения инфрмации относительно того, как устанавливать переменные среды, см. Раздел 22.2 [Переменные среды]. Функции для доступа к часовому поясу объявлены в " time.h ".
Значение TZ переменной может иметь один из трех форматов. Первый формат используется, когда не имеется никакого Смещения светового дня (или в летнее время) в зоне местного времени:
std offset
Смещение определяет значение которое нужно добавить к местному времени, чтобы получить значение Координированного Универсального времени. Она имеет синтаксис подобно [+ | -] hh [: mm [: ss]]. Она положительно, если зона местного времени - к западу от Главного меридиана и отрицательно, если она восточнее. Час должен быть от 0 до 24, а минуты и секунды от 0 до 59.
Например, вот, как мы определили бы Восточное Стандартное Время, но без любых Смещений Светового дня:
EST+5
std offset dst [offset],start[/time],end[/time]
Остаточный член от спецификации описывает, когда смещение светового дня действует. Поле start - то, когда смещение светового дня входит в силу, а поле end - то, когда изменение будет сделано обратно к стандартному времени. Следующие форматы распознаваемы для этих полей: Jn определяет Юлианский день, с n между 1 и 365. 29 февраля никогда не рассчитывается, даже в високосные годы. N определяет Юлианский день, с n между 0 и 365. 29 февраля рассчитан в високосные годы. Mm.w.d определяет день d недели w месяца m. день d должен быть между 0 (воскресеньем) и 6. Неделя w должна быть между 1 и 5; неделя 1 - первая неделя, в которой есть день d , а неделя 5 определяет последний d день в месяце. Месяц m должен быть между 1 и 12.
Поля time определяют, когда, по местному времени происходит изменение к другому времени. Значение по умолчанию - 02:00:00.
Например, вот, как можно определить Восточный часовой пояс в Соединенных Штатах, включая соответствующее смещение светового дня и даты применимости. Нормальное смещение ПО ГРИНВИЧУ - 5 часов; так как это - к западу от главного меридиана, знак положителен. Летний период начинается в первое воскресенье апреля в 2:00am, и кончается в последнее воскресенье октября в 2:00am.
EST+5EDT,M4.1.0/M10.5.0
Чтобы быть строго правильным, преобразование дат и времени должно быть основано на действующем плане. Однако, система не имеет никаких средств, чтобы допустить Вам определять, как план изменился. Наибольшее что Вы может сделать - определить один специфический план обычно план текущего дня.
Третий формат походит на:
:characters
Если переменная среды TZ не имеет значения, операция выбирает часовой пояс по умолчанию. Каждая операционная система имеет собственные правила для выбора заданного по умолчанию часового пояса, так что относительно этого мы можем сказать совсем немного.
char * tzname [2] (переменная)
void tzset (void)
Следующие переменные определены для совместимости с System V Unix. Эти переменные устанавливаются вызоввом localtime.
long int timezone
int daylight
Вот пример программы, показывающий использование некоторых функций местного и календарного времени.
#include <time.h>
#include <stdio.h>
#define SIZE 256
int
main (void)
{
char buffer[SIZE];
time_t curtime;
struct tm *loctime;
curtime = time (NULL);
loctime = localtime (&curtime);
fputs (asctime (loctime), stdout);
strftime (buffer, SIZE,
"Today is %A, %B %d.\n", loctime);
fputs (buffer, stdout);
strftime (buffer, SIZE,
"The time is %I:%M %p.\n", loctime);
fputs (buffer, stdout);
return 0;
}
Wed Jul 31 13:02:36 1991
Today is Wednesday, July 31.
The time is 01:02 PM.
Функции alarm и setitimer обеспечивают механизм прерывания процесса, в некоторое время. Они делают это, устанавливая таймер; когда время таймер истекает, процесс получает сигнал.
Каждый процесс имеет три доступных независимых таймера интервала:
Вы должны установить обработчик для соответствующего сигнала alarm, используюя signal или sigaction перед обращением к setitimer или alarm. Иначе, необычная цепочка событий может заставлить таймер исчерпать время прежде, чем ваша программа установит обработчик, и в этом случае она будет завершена, так как это - заданное по умолчанию действие для сигналов alarm. См. Главу 21 [Обработка Сигнала].
Функция setitimer - первичный способ для установки будильника. Это средство объявлено в заглавном файле " sys/time.h ". Функция alarm, объявленная в " unistd.h ", обеспечивает несколько более простой интерфейс для установки таймера в реальном времени.
struct itimerval (тип данных)
struct timeval it_interval
struct timeval it_value
Тип данных Struct timeval описан в Разделе 17.2.2 [Календарь с высоким разрешением].
int setitimer (int which, struct itimerval *old, struct itimerval *new)
Если old - не пустой указатель, setitimer возвращает информацию относительно любого предыдущего неистекшего таймера того же самого вида в структуре, на которую он указывает.
Возвращаемое значение - 0 при успехе и -1 при отказе. Следующие errno условия ошибки определены для этой функции:
интервал таймера был слишком большой.
int getitimer (int which, struct itimerval *old)
Возвращаемое значение и условия ошибки - такие же как для setitimer.
ITIMER_REAL
ITIMER_VIRTUAL
ITIMER_PROF
unsigned int alarm (unsigned int seconds)
Возвращаемое значение указывает, сколько секунд оставалось прежде, чем предыдущий сигнал был бы послан. Если не было никакого предыдущего сигнала, alarm возвращает нуль.
Функция alarm могла бы быть определена в терминах setitimer примерно так:
unsigned int
alarm (unsigned int seconds)
{
struct itimerval old, new;
new.it_interval.tv_usec = 0;
new.it_interval.tv_sec = 0;
new.it_value.tv_usec = 0;
new.it_value.tv_sec = (long int) seconds;
if (setitimer (ITIMER_REAL, &new, &old) < 0)
return 0;
else
return old.it_value.tv_sec;
}
Если Вы просто хотите, чтобы ваш процесс ждал данное число секунд, Вы должен использовать функцию sleep. См. Раздел 17.4 [Sleep].
Вы не должны рассчитать на сигнал, прибывающий точно, когда таймер истекает. В многопроцессорной среде имеется обычно некоторая задержка.
Примечание Переносимости: setitimer и getitimer - функции UNIX BSD, в то время как функция alarm определена POSIX.1 стандартом. Setitimer более мощная чем alarm, но alarm более широко используется.
Sleep дает простой способ заставить программу ждать некоторый период времени. Если ваша программа не использует сигналы (за исключением завершения), то Вы можете расчитывать, что sleep будет ждать заданное количество времени. Иначе, sleep может возвращаться, если прибывает сигнал; если Вы хотите ждать данный период независимо от сигналов, используйте select (см. Раздел 8.6 [Ждущий ввод - вывод] ) и не определяйте ни каких описателей ожидания.
unsigned int sleep (unsigned int seconds)
Если функция sleep возвращает значение по истечении времени, то это значение нуль. Если она возвращается после сигнала, возвращаемое значение - остающееся время ожидания sleep.
Функция sleep объявлена в " unistd.h ".
Вы можете использовать select и делать период ожидания, совершенно точным. (Конечно, загрузка системы может вызывать неизбежные дополнительные задержки, если машина не специализирована одному приложению, не имеется никакого способа, которым Вы можете избежать этого.)
Функция getrusage и тип данных struct rusage используется для исследования типа использования процесса. Они объявлены в " sys/resource.h ".
int getrusage (int processes, struct rusage *rusage)
В большинстве систем, processes имеет только два допустимых значения:
RUSAGE_SELF
RUSAGE_CHILDREN
В системе GNU, Вы можете также запрашивать относительно специфического дочернего процесса, определяя ID процесса.
Возвращаемое значение getrusage - нуль при успехе, и -1 при отказе.
Аргумент EINVAL processes не допустим.
Еще один способ получения типа использования для специфического дочернего процесса - функцией wait4, которая возвращает общие количества для дочернего процесса при его завершении. См. Раздел 23.8 [BSD Функции Ожидания].
struct rusage
struct timeval ru_utime
struct timeval ru_stime
long ru_majflt
long ru_inblock
long ru_oublock
long ru_msgsnd
long ru_msgrcv
long ru_nsignals
Дополнительная историческая функция для исследования типов использования, vtimes, обеспечивается но здесь не описана. Она объявлена в " sys/vtimes.h ".
Вы можете определять ограничения использования ресурса для процесса. Когда процесс пробует превышать ограничение, он может терпеть неудачу, в зависимости от ограничения. Каждый процесс первоначально наследует значения ограничений от родителя, но он может впоследствии изменять их.
Символы в этом разделе определены в " sys/resource.h ".
int getrlimit (int resource, struct rlimit *rlp) (функция)
Возвращаемое значение - 0 при успехе и -1 при отказе. Единственое возможное errno условие ошибки - EFAULT.
int setrlimit (int resource, struct rlimit *rlp) (функция)
Возвращаемое значение - 0 при успехе и -1 при отказе. Следующее errno условие ошибки возможно:
Вы пробовали изменять максимально допустимое значение ограничения, но Вы не имеете привилегий, чтобы сделать это.
struct rlimit (тип данных)
Rlim_cur Текущее значение рассматриваемого ограничения.
Rlim_max Максимально допустимое значение рассматриваемого ограничения. Вы не можете устанавливать текущее значение ограничения больше чем этот максимум. Только root может изменять максимально допустимое значение.
В getrlimit, эта структура - вывод; она получает текущие значения. В setrlimit она определяет новые значения.
Вот список ресурсов, для которых Вы можете определять ограничения.
RLIMIT_CPU
RLIMIT_FSIZE
RLIMIT_DATA
RLIMIT_STACK
RLIMIT_CORE
RLIMIT_RSS
RLIMIT_OPEN_FILES
RLIM_NLIMITS
int RLIM_INFINITY
Две исторических функции для установки ограничений ресурса, ulimit и vlimit, не зарегистрированы здесь. Они объявлены в " sys/vlimit.h " и исходят ИЗ BSD.
Когда отдельные процессы выполняются, их приоритеты определяют то, какую часть ресурсов CPU каждый процесс получает. Этот раздел описывает, как Вы можете читать и устанавливать приоритет процесса. Все эти функции и макрокоманды объявлены в " sys/resource.h ".
Промежуток допустимых значений зависит от операционной системы, но обычно он выполняется от -20 до 20. Меньшее значение приоритета означает что процесс выполняет чаще. Эти константы описывают некоторые значения: PRIO_MIN самое маленькое допустимое значение приоритета. PRIO_MAX самое большое допустимое значение приоритета.
int getpriority (int class, int id) (функция)
Возвращаемое значение - значение приоритета при успехе, и -1 при отказе. Следующее errno условие ошибки возможно для этой функции:
комбинация class и id не соответствует никакому существующему процессу.
значение class не допустимо.
Единственый способ различить состоит в том, чтобы установить errno = 0 перед вызовом getpriority, и тогда использовать errno!= 0 позже как критерий для отказа.
int setpriority (int class, int id, int priority) (функция)
Возвращаемое значение - 0 при успехе и -1 при отказе. Следующее errno условие ошибки определено для этой функции:
комбинация class и id не соответствует никакому существующему процессу.
значение класса не допустимо.
Вы пробовали устанавливать приоритет процесса некоторого другого пользователя, и Вы не имеете привилегий для этого.
Вы пробовали понизить приоритет процесса, и Вы не имеете привилегий для этого.
PRIO_PROCESS
PRIO_PGRP
PRIO_USER
Если id аргумент - 0, то обрабатывается текущий процесс, текущая группа процесса, или текущий пользователь, согласно классу.
int nice (int increment) (функция)
Вот эквивалентное определение для nice:
int
nice (int increment)
{
int old = getpriority (PRIO_PROCESS, 0);
setpriority (PRIO_PROCESS,0,old+increment);
}