這里主要講述linux中時(shí)間和時(shí)區(qū)相關(guān)的原理。包括設(shè)置方法、配置敏晤、環(huán)境變量、以及庫(kù)函數(shù)缅茉，及應(yīng)用舉例嘴脾。

基本概念

系統(tǒng)時(shí)鐘和硬件時(shí)鐘

Linux時(shí)鐘分為系統(tǒng)時(shí)鐘 （System Clock）和硬件（Real Time Clock，簡(jiǎn)稱RTC）時(shí)鐘蔬墩。系統(tǒng)時(shí)鐘是指當(dāng)前Linux Kernel中的時(shí)鐘译打，而硬件時(shí)鐘則是主板上由電池供電的時(shí)鐘，這個(gè)硬件時(shí)鐘可以在BIOS中進(jìn)行設(shè)置筹我。當(dāng)Linux啟動(dòng)時(shí)扶平，硬件時(shí)鐘會(huì)去讀取系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)置，然后系統(tǒng)時(shí)鐘就會(huì)獨(dú)立于硬件運(yùn)作蔬蕊。

硬件時(shí)間和系統(tǒng)時(shí)間的同步

重新啟動(dòng)系統(tǒng)结澄，硬件時(shí)間會(huì)讀取系統(tǒng)時(shí)間哥谷，實(shí)現(xiàn)同步，但是在不重新啟動(dòng)的時(shí)候麻献，需要用hwclock或clock命令實(shí)現(xiàn)同步们妥。

時(shí)間和時(shí)區(qū)

UTC：協(xié)調(diào)世界時(shí)，又稱世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間勉吻，簡(jiǎn)稱UTC监婶，從英文國(guó)際時(shí)間/法文協(xié)調(diào)時(shí)間”Universal Time/Temps Cordonné”而來(lái)。

時(shí)區(qū)：反映與UTC的時(shí)差問(wèn)題齿桃，中國(guó)大陸惑惶、香港、澳門短纵、臺(tái)灣带污、蒙古國(guó)、新加坡香到、馬來(lái)西亞鱼冀、菲律賓、澳洲西部的時(shí)間與UTC的時(shí)差均為+8悠就，也就是UTC+8千绪。各個(gè)地區(qū)的時(shí)間都是UTC結(jié)合地區(qū)的時(shí)區(qū)信息得到的。

整個(gè)地球分為二十四時(shí)區(qū)梗脾，每個(gè)時(shí)區(qū)都有自己的本地時(shí)間荸型，他們的關(guān)系如下：

1. UTC時(shí)間 與 GMT時(shí)間

   我們可以認(rèn)為格林威治時(shí)間就是時(shí)間協(xié)調(diào)時(shí)間（GMT = UTC），格林威治時(shí)間和UTC時(shí)間都用秒數(shù)來(lái)計(jì)算的藐唠。

2. UTC時(shí)間與本地時(shí)間

   UTC + 時(shí)區(qū)差 = 本地時(shí)間

   時(shí)區(qū)差東為正帆疟，西為負(fù)。

3. UTC與Unix時(shí)間戳

   在計(jì)算機(jī)中看到的UTC時(shí)間都是從（1970年01月01日 0:00:00)開始計(jì)算秒數(shù)的宇立。所看到的UTC時(shí)間那就是從1970年這個(gè)時(shí)間點(diǎn)起到具體時(shí)間共有多少秒踪宠。 這個(gè)秒數(shù)就是Unix時(shí)間戳。

例如：

本地（北京）在東八區(qū)妈嘹， 東八區(qū)時(shí)區(qū)差記為 +0800柳琢，則：本地（北京）時(shí)間 = UTC + (+0800)

所以，不同地區(qū)润脸， 其本地時(shí)間各不相同柬脸。

再如， 對(duì)于中國(guó)和格林毙驯，這兩個(gè)地區(qū)的時(shí)區(qū)不同倒堕，得到的時(shí)間也不同。分別如下：

CST：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（China Standard Time）爆价，與UTC時(shí)差為8,這個(gè)解釋可能是針對(duì)RedHat Linux垦巴。
GMT：格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（舊譯格林威治平均時(shí)間或格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間媳搪；英語(yǔ)：Greenwich Mean Time，GMT）是指位于英國(guó)倫敦郊區(qū)的皇家格林尼治天文臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間骤宣，因?yàn)楸境踝游缇€被定義在通過(guò)那里的經(jīng)線秦爆。

常用命令

下面給出的是常見的命令，不同系統(tǒng)可能有不同的命令憔披。

有關(guān)系統(tǒng)時(shí)間的命令: data,ntpupdate

有關(guān)硬件時(shí)鐘的命令: hwclock/clock

時(shí)區(qū)相關(guān)命令: tzselect

配置文件與環(huán)境變量

時(shí)區(qū)信息一般首先從環(huán)境變量中去讀等限，如果沒(méi)有再?gòu)?/etc/TZ 等配置文件中去讀。

所涉及的配置文件和環(huán)境變量可能會(huì)根據(jù)系統(tǒng)有所不同芬膝，一般情況如下：

1. 時(shí)區(qū)的配置文件: etc/localtime (可以是/usr/share/zoneinfo…的軟鏈接), /etc/TZ, /etc/sysconfig/clock

2. 環(huán)境變量： TZ, 使用舉例如下:

   bash中   export TZ="Europe/Moscow"        date -u -s "2011-10-29 21:55:00"
   cshell中 setenv TZ Europe/Moscow
   

庫(kù)函數(shù)

這些為有關(guān)時(shí)間時(shí)區(qū)的常見系統(tǒng)庫(kù)函數(shù)望门。

• time_t time(time_t *t)

  返回 time_t 類型，值為UTC時(shí)間從0時(shí)0分0秒算起到現(xiàn)在所經(jīng)過(guò)的秒數(shù)锰霜。

• struct tm*gmtime(const time_t*timep)

  根據(jù)傳入的 time_t 返回類型為 struct tm 結(jié)構(gòu)怒允，包含時(shí)、分锈遥、秒、日勘畔、周所灸、月、年炫七、日光節(jié)約時(shí)間標(biāo)記等信息的時(shí)間表示爬立，該時(shí)間為GMT時(shí)間，未經(jīng)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換万哪。

• struct tm *localtime(const time_t * timep)

  根據(jù)傳入的 time_t 返回類型為 struct tm 結(jié)構(gòu)侠驯，包含時(shí)、分奕巍、秒吟策、日、周的止、月檩坚、年、日光節(jié)約時(shí)間標(biāo)記等信息的時(shí)間表示诅福，該時(shí)間為當(dāng)?shù)貢r(shí)間匾委，已經(jīng)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換。

• time_t mktime(struct tm * timeptr)

  將 struct tm 類型的時(shí)間轉(zhuǎn)換為 time_t 類型氓润，值為UTC時(shí)間從0時(shí)0分0秒算起到現(xiàn)在所經(jīng)過(guò)的秒數(shù)赂乐。

• char *ctime(const time_t *timep)

  將傳入的 time_t 類型時(shí)間轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)世界中的字符串表示形式，例如： Fri, 16 Oct 2015 23:12:18 +0800

• char * asctime(const struct tm * timeptr)

  將傳入的 struct tm 結(jié)構(gòu)類型時(shí)間轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)世界中的字符串表示形式咖气，例如： Fri Oct 16 15:15:54 2015

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

  返回當(dāng)前時(shí)間信息挨措， struct timeval *tv 存放秒和微秒信息挖滤， struct timezone *tz 存放時(shí)區(qū)信息。

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

  根據(jù)傳入的時(shí)間信息 struct timeval *tv, 和時(shí)區(qū)信息 struct timezone *tz 設(shè)置當(dāng)前時(shí)間运嗜。

總之壶辜，time_t 是用秒數(shù)表示時(shí)間一般在系統(tǒng)時(shí)間戳中使用（一般就是UTC時(shí)間）；struct tm 使用結(jié)構(gòu)體表示時(shí)間担租，在程序中使用（不同時(shí)區(qū)可能會(huì)有不同值）砸民；而現(xiàn)實(shí)中使用字符串來(lái)表示時(shí)間，字符串格式可以定制奋救。時(shí)區(qū)信息一般首先從環(huán)境變量中去讀岭参，如果沒(méi)有再?gòu)?/etc/TZ 等配置文件中去讀。

應(yīng)用舉例

在單一進(jìn)程中修改時(shí)區(qū)的方法

setenv("TZ","Europe/Moscow",1);
tzset();

時(shí)間同步校準(zhǔn)

假設(shè)安裝完系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)時(shí)間與現(xiàn)實(shí)時(shí)間相差8小時(shí)尝艘。

一般是如下原因：安裝系統(tǒng)時(shí)選擇的時(shí)區(qū)是上海演侯，而系統(tǒng)啟動(dòng)后把bios時(shí)間認(rèn)為是utc時(shí)間，再根據(jù)上海所處時(shí)區(qū)背亥，將時(shí)間+8小時(shí)給我們秒际。這個(gè)時(shí)候的bios的時(shí)間和軟件的時(shí)間便出現(xiàn)不一致的情況。一個(gè)代表 utc 一個(gè)代表我們?cè)O(shè)置的cst（+8時(shí)區(qū)）狡汉。

可做如下調(diào)整（例如系統(tǒng)為center os 6）：

1. 修改配置文件娄徊，將默認(rèn)環(huán)境變量更正為上海所在時(shí)區(qū)，不使用UTC時(shí)間

   $ vi /etc/sysconfig/clock  
   ZONE="Asia/Shanghai"
   UTC=false                          
   ARC=false
   

   這個(gè)文件影響系統(tǒng)啟動(dòng)后默認(rèn)的時(shí)間相關(guān)環(huán)境變量值盾戴，這里主要是 UTC=false 這個(gè)選項(xiàng)寄锐，設(shè)置硬件時(shí)鐘不是跟utc一致。

2. 將linux的時(shí)區(qū)設(shè)置為 上海

   $ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
   

   加載配置時(shí)間環(huán)境變量的文件之前尖啡，需要指定好該文件的軟鏈接位置橄仆，通過(guò)這個(gè)可在各個(gè)時(shí)區(qū)配置文件下通用的 /etc/localtime 軟鏈接，可使系統(tǒng)能夠找到剛剛設(shè)置的時(shí)區(qū)配置文件衅斩，并設(shè)置好相應(yīng)的環(huán)境變量盆顾。

3. 對(duì)準(zhǔn)時(shí)間ntp

   $ntpdate 192.43.244.18
   

   系統(tǒng)啟動(dòng)之后，系統(tǒng)時(shí)間通過(guò) ntpdate 工具在網(wǎng)絡(luò)上獲取到矛渴。

4. 設(shè)置硬件時(shí)間和軟件時(shí)間的一致并校準(zhǔn)

   /sbin/hwclock -systohc
   

   通過(guò)這個(gè)命令椎扬，將系統(tǒng)時(shí)間同步至硬件始終上，這樣我們的linux軟件和計(jì)算機(jī)硬件都是cst時(shí)間了－－并且是我們?cè)O(shè)置的上海時(shí)區(qū)具温。

其它

實(shí)際問(wèn)題的分析案例

問(wèn)題描述

在設(shè)置好國(guó)家信息之后, 主頁(yè)上的時(shí)間信息并沒(méi)有根據(jù)時(shí)區(qū)進(jìn)行調(diào)整蚕涤。重啟之后，有時(shí)候會(huì)管用铣猩。

設(shè)置時(shí)間的位置其情況是：通過(guò) putenv() 設(shè)置好 TZ 環(huán)境變量揖铜，再通過(guò) tzset() 設(shè)置好時(shí)區(qū)信息。但是最后通過(guò) time() 和 localtime() 函數(shù)得到的時(shí)間信息只在進(jìn)程1中起作用达皿。

需要確認(rèn)的問(wèn)題

• 環(huán)境變量的獲取與設(shè)置
• 時(shí)間/時(shí)區(qū)/時(shí)鐘的概念
• 有關(guān)時(shí)區(qū)的環(huán)境變量/配置文件/調(diào)用接口

分析原因

代碼還沒(méi)有深入看過(guò)天吓，根據(jù)前面的原理分析有如下可能的原因：

有兩個(gè)進(jìn)程贿肩， 設(shè)置時(shí)間的進(jìn)程， 和顯示時(shí)間的進(jìn)程龄寞。

1. 在設(shè)置時(shí)間的進(jìn)程中設(shè)置時(shí)區(qū)環(huán)境變量 TZ 汰规，時(shí)區(qū)信息在設(shè)置時(shí)間的進(jìn)程中起作用；但是設(shè)置好時(shí)區(qū)信息后物邑，顯示時(shí)間的進(jìn)程仍然根據(jù)原來(lái)的環(huán)境變量 TZ 顯示時(shí)間溜哮，所以顯示的時(shí)間和設(shè)置的時(shí)區(qū)不一致。

2. 需要確認(rèn)的是：確認(rèn)設(shè)置時(shí)間的進(jìn)程設(shè)置后環(huán)境變量后色解，設(shè)置的值是否已正確保存到合適的位置茂嗓；顯示時(shí)間的進(jìn)程是否會(huì)及時(shí)更新環(huán)境變量并顯示，并且是否是基于設(shè)置時(shí)間進(jìn)程保存的配置文件中讀取信息科阎、更新環(huán)境變量再進(jìn)行顯示述吸。

參考

man 3 tzset

解決嵌入式Linux中的時(shí)區(qū)問(wèn)題

linux調(diào)整系統(tǒng)時(shí)間和時(shí)區(qū)的方法

Linux下設(shè)置時(shí)區(qū)（通過(guò)shell設(shè)置和程序中設(shè)置）及程序中設(shè)置環(huán)境變量

linux時(shí)區(qū)時(shí)間問(wèn)題ntp

Linux時(shí)間時(shí)區(qū)詳解與常用時(shí)間函數(shù)

linux修改系統(tǒng)時(shí)間和linux查看時(shí)區(qū)、修改時(shí)區(qū)的方法