Muduo 網路編程樣本（三）定時器

程式中的時間

程式中對時間的處理是個大問題，我打算單獨寫一篇文章來全面地討論這個問 題。文章暫訂名《〈程式中的日期與時間〉第二章 計時與定時》，跟《〈程式中的日期與時間〉第一 章 日期計算》放到一個系列，這個系列預計會有四篇文章。

在這篇部落格裡裡我先簡要談談與編 程直接相關的內容，把更深入的內容留給上面提到的日期與時間專題文章。

在一般的服務端程式設計中，與時間有關的常見任務有：

1. 擷取目前時間，計算時間間隔 ；

2. 時區轉換與日期計算；把紐約當地時間轉換為上海當地時間；2011-02-05 之後第 100 天 是幾月幾號星期幾？等等

3. 定時操作，比如在預定的時間執行一項任務，或者在一段延時之後 執行一項任務。

其中第 2 項看起來複雜，其實最簡單。日期計算用 Julian Day Number，時區 轉換用 tz database；惟一麻煩一點的是夏令時，但也可以用 tz database 解決。這些操作都是純函 數，很容易用一套單元測試來驗證代碼的正確性。需要特別注意的是，用 tzset/localtime_r 來做時 區轉換在多線程環境下可能會有問題；對此我的解決辦法是寫一個 TimeZone class，以避免影響全域 ，將來在日期與時間專題中會講到。以下本文不考慮時區，均為 UTC 時間。

真正麻煩的是第 1 項和第 3 項。一方面，Linux 有一大把令人眼花繚亂的與時間相關的函數和結構體，在程式中該如何 選用？另一方面，電腦中的時鐘不是理想的計時器，它可能會漂移或跳變；最後，民用的 UTC 時間 與閏秒的關係也讓定時任務變得複雜和微妙。當然，與系統目前時間有關的操作也讓單元測試變得困難 。

Linux 時間函數

Linux 的計時函數，用於獲得目前時間：

* time(2) / time_t （秒 ）

* ftime(3) / struct timeb （毫秒）

* gettimeofday(2) / struct timeval （微 秒）

* clock_gettime(2) / struct timespec （納秒）

* gmtime / localtime / timegm / mktime / strftime / struct tm （這些與目前時間無關）

定時函數，用於讓程式等 待一段時間或安排計劃任務：

* sleep

* alarm

* usleep

* nanosleep

* clock_nanosleep

* getitimer / setitimer

* timer_create / timer_settime / timer_gettime / timer_delete

* timerfd_create / timerfd_gettime / timerfd_settime