关于时间，每个程序员都应了解的事

jopen 11年前

注：英文原文由@程序员的那些事 在微博推荐，感谢@泉州一中-刘家昌 编译完成初稿。在译文基础上，伯乐在线根据维基百科等资料有补充和改动。也感谢@周金宇 Jered 的翻译。

        英文原文：unix4lyfe，编译：@泉州一中-刘家昌  、周金宇 Jered 的译文

        一些关于时间的注解:

        UTC/协调世界时：又称“世界标准时间”或“世界协调时间”，简称 UTC（从英文“Coordinated Universal Time”／法文“Temps Universel Cordonné”而来），是最主要 的世界时间标准，其以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于格林尼治平时。中国大陆称之为“协调世界时”。台湾称之为“世界統一時間”。

        GMT（Greenwich Mean Time）：是指位于英国伦敦郊区的皇家格林尼治天文台的标准时间，因为本初子午线被定义在通过那里的经线。格林尼治时间（GMT）曾经作为标准时间使 用，但因地球自转不规则的原因，GMT 已不再作为现在的标准时间，现在的标准时间是由原子钟报时的协调世界时（UTC）。

关于时间，每个程序员都应了解的事

设于英国格林尼治皇家天文台大门外的 24 小时制电子大钟，显示格林尼治标准时间。

        其他时区都可写为与 UTC 时间的偏移量。北京时间是 UTC+8（俗称“东八区”）。例如某日的 UTC 00:00  是同日的北京时间 08:00。

        夏令时 并不影响 UTC。它只是当地政府关于改变其时区（与 UTC 的偏移量）的决定。 例如，GMT 在冬季是英国的国家时区，而夏季则选用英国夏令时（BST）。

        闰秒： 根据国际惯例，通过在每个 UTC 年的十二月，或者六月的最后一秒，引入一秒闰秒，来使 UTC 与物理现实（UT1，天文时间量度）保持 0.9 秒以内的差距。（UTC 完全是人类武断的定义，而平均太阳日的长度正以非常缓慢的速度增加中）

        闰秒并不需提前六个月宣布。这对于时长超过六个月的精密时间计划是重大的问题。

        Unix 时间：亦或称 POSIX 时间，以 Unix 纪元初（1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒）至今的总秒数度量，不包括闰秒。 Unix 时间不受时区和夏令时的影响。

关于时间，每个程序员都应了解的事

2038 年 1 月 19 日 3 时 14 分 07 秒，32 位系统的 UNIX 时间将会被重置。

        根据 POSIX.1 标准，Unix 时间应该通过重复前一秒处理闰秒。例如:

        59. 00
        59. 25
        59. 50
        59. 75
        59. 00 ← 重复
        59. 25
        59. 50
        59. 75
        00. 00 ← 增加
        00. 25

        这一方法有利有弊：你无法重现一个闰秒，而且时间可能会倒退；但从另一个角度来说，每天的时间却确切为 86,400 秒长，输出人类可读的时分秒之时，你并不需要列出一个过去和未来的所有闰秒表。

        ntpd （Network Time Protocol daemon）在从上流服务器处接收到“闰秒位（leap bits）”后，应当完成这次时间重复。 但我也曾见过它违背这一标准：系统进入到未来的一秒，然后缓慢地偏移回正确的时间。

        每个程序员都应了解的关于时间的事:

  • 时区是一个表示层的问题!  你多数的代码不应处理时区或本地时问题，请总使用 Unix 时间。
  • 使用 Unix 时间作为度量，它是 UTC 时间 —— 易于获取，而且没有时区、夏令时（和闰秒）。
  • 保存时间时使用 Unix 时间，它是一个整数。
  • 如果你希望保存人类可读的时间（例如在日志中），考虑将其与 Unix 时间共同保存， 而不是取代 Unix 时间。
  • 显示时间时，同时显示所在时区——一个未知时区偏移量的时间是无用的。
  • 系统时钟并不精确。
  • 你在一个网络中？ 那么请注意所有系统的时钟都有不同的不精确性。
  • 系统时钟可以——或者会——因你所控制外的事情向后或向前跳跃。你的程序必须能够处理这一问题。
  • 每[实际]秒的[时钟]滴答并不精确且易变。多数情况它会随温度而变化。
  • 不要盲目地使用 gettimeofday ()。如果你需要一个单调递增的时钟，选择clock_gettime ().
  • ntpd 可以通过以下两种方式改变系统时间:

        + 跳跃: 直接将系统时钟即时地向前或向后调整为正确时间。

        + 转换: 修改系统时钟的频率，使系统时间慢慢地偏移为正确时间。

        转换这一方法破坏性较小，因而它较受欢迎。但只当修复小的时间误差时此方法才有效。

        值得一提的:

  • 根据相对论，每个“观察者”的“一秒钟”都是不同的。远程时钟频率相对一个“观察者”来说，受到相对速度和重力的影响。GPS 卫星中的时间已根据相对论效应调整。
  • MySQL（高于 4.x 和 5.x 的版本）将 DATETIME 类型保存为一个 “YYYY-MM-DD HH:MM:SS” 串的二进制编码。其本身并不保存时差，使用时根据@@session.time_zone 指示时区解释。
mysql> insert into times values(now ());  mysql> select unix_timestamp (t) from times;1310128044 mysql> SET SESSION time_zone='+0:00';  mysql> select unix_timestamp (t) from times;1310164044

        如果你很介意这件事，那么使用 UNIX_TIMESTAMP () 和 FROM_UNIXTIME () 函数，将时间保存为数字。（UNIX_TIMESTAMP () 将参数时间串使用当前 time_zone 的设定解释，并转换为 Unix 时间数字，如果当地规定了夏令时，也将按夏令时解释）

        还有 TIMESTAMP 类型，将时间保存为 Unix 时间。它有不同的用法。