这里主要讲述linux中时间和时区相关的原理。包括设置方法、配置、环境变量、以及库函数，及应用举例。

基本概念

系统时钟和硬件时钟

Linux时钟分为系统时钟 （System Clock）和硬件（Real Time Clock，简称RTC）时钟。系统时钟是指当前Linux Kernel中的时钟，而硬件时钟则是主板上由电池供电的时钟，这个硬件时钟可以在BIOS中进行设置。当Linux启动时，硬件时钟会去读取系统时钟的设置，然后系统时钟就会独立于硬件运作。

硬件时间和系统时间的同步

重新启动系统，硬件时间会读取系统时间，实现同步，但是在不重新启动的时候，需要用hwclock或clock命令实现同步。

时间和时区

UTC：协调世界时，又称世界标准时间，简称UTC，从英文国际时间/法文协调时间”Universal Time/Temps Cordonné”而来。

时区：反映与UTC的时差问题，中国大陆、香港、澳门、台湾、蒙古国、新加坡、马来西亚、菲律宾、澳洲西部的时间与UTC的时差均为+8，也就是UTC+8。各个地区的时间都是UTC结合地区的时区信息得到的。

整个地球分为二十四时区，每个时区都有自己的本地时间，他们的关系如下：

1. UTC时间 与 GMT时间

   我们可以认为格林威治时间就是时间协调时间（GMT = UTC），格林威治时间和UTC时间都用秒数来计算的。

2. UTC时间与本地时间

   UTC + 时区差 = 本地时间

   时区差东为正，西为负。

3. UTC与Unix时间戳

   在计算机中看到的UTC时间都是从（1970年01月01日 0:00:00)开始计算秒数的。所看到的UTC时间那就是从1970年这个时间点起到具体时间共有多少秒。 这个秒数就是Unix时间戳。

例如：

本地（北京）在东八区， 东八区时区差记为 +0800，则：本地（北京）时间 = UTC + (+0800)

所以，不同地区， 其本地时间各不相同。

再如， 对于中国和格林，这两个地区的时区不同，得到的时间也不同。分别如下：

CST：中国标准时间（China Standard Time），与UTC时差为8,这个解释可能是针对RedHat Linux。
GMT：格林尼治标准时间（旧译格林威治平均时间或格林威治标准时间；英语：Greenwich Mean Time，GMT）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。

常用命令

下面给出的是常见的命令，不同系统可能有不同的命令。

有关系统时间的命令: data,ntpupdate

有关硬件时钟的命令: hwclock/clock

时区相关命令: tzselect

配置文件与环境变量

时区信息一般首先从环境变量中去读，如果没有再从 /etc/TZ 等配置文件中去读。

所涉及的配置文件和环境变量可能会根据系统有所不同，一般情况如下：

1. 时区的配置文件: etc/localtime (可以是/usr/share/zoneinfo…的软链接), /etc/TZ, /etc/sysconfig/clock

2. 环境变量： TZ, 使用举例如下:

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

库函数

这些为有关时间时区的常见系统库函数。

• time_t time(time_t *t)

  返回 time_t 类型，值为UTC时间从0时0分0秒算起到现在所经过的秒数。

• struct tm*gmtime(const time_t*timep)

  根据传入的 time_t 返回类型为 struct tm 结构，包含时、分、秒、日、周、月、年、日光节约时间标记等信息的时间表示，该时间为GMT时间，未经时区转换。

• struct tm *localtime(const time_t * timep)

  根据传入的 time_t 返回类型为 struct tm 结构，包含时、分、秒、日、周、月、年、日光节约时间标记等信息的时间表示，该时间为当地时间，已经时区转换。

• time_t mktime(struct tm * timeptr)

  将 struct tm 类型的时间转换为 time_t 类型，值为UTC时间从0时0分0秒算起到现在所经过的秒数。

• char *ctime(const time_t *timep)

  将传入的 time_t 类型时间转化为现实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)

  将传入的 struct tm 结构类型时间转化为现实世界中的字符串表示形式，例如： Fri Oct 16 15:15:54 2015

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

  返回当前时间信息， struct timeval *tv 存放秒和微秒信息， struct timezone *tz 存放时区信息。

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

  根据传入的时间信息 struct timeval *tv, 和时区信息 struct timezone *tz 设置当前时间。

总之，time_t 是用秒数表示时间一般在系统时间戳中使用（一般就是UTC时间）；struct tm 使用结构体表示时间，在程序中使用（不同时区可能会有不同值）；而现实中使用字符串来表示时间，字符串格式可以定制。时区信息一般首先从环境变量中去读，如果没有再从 /etc/TZ 等配置文件中去读。

应用举例

在单一进程中修改时区的方法

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

时间同步校准

假设安装完系统发现时间与现实时间相差8小时。

一般是如下原因：安装系统时选择的时区是上海，而系统启动后把bios时间认为是utc时间，再根据上海所处时区，将时间+8小时给我们。这个时候的bios的时间和软件的时间便出现不一致的情况。一个代表 utc 一个代表我们设置的cst（+8时区）。

可做如下调整（例如系统为center os 6）：

1. 修改配置文件，将默认环境变量更正为上海所在时区，不使用UTC时间

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

   这个文件影响系统启动后默认的时间相关环境变量值，这里主要是 UTC=false 这个选项，设置硬件时钟不是跟utc一致。

2. 将linux的时区设置为 上海

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

   加载配置时间环境变量的文件之前，需要指定好该文件的软链接位置，通过这个可在各个时区配置文件下通用的 /etc/localtime 软链接，可使系统能够找到刚刚设置的时区配置文件，并设置好相应的环境变量。

3. 对准时间ntp

   $ntpdate 192.43.244.18
   

   系统启动之后，系统时间通过 ntpdate 工具在网络上获取到。

4. 设置硬件时间和软件时间的一致并校准

   /sbin/hwclock -systohc
   

   通过这个命令，将系统时间同步至硬件始终上，这样我们的linux软件和计算机硬件都是cst时间了－－并且是我们设置的上海时区。

其它

实际问题的分析案例

问题描述

在设置好国家信息之后, 主页上的时间信息并没有根据时区进行调整。重启之后，有时候会管用。

设置时间的位置其情况是：通过 putenv() 设置好 TZ 环境变量，再通过 tzset() 设置好时区信息。但是最后通过 time() 和 localtime() 函数得到的时间信息只在进程1中起作用。

需要确认的问题

• 环境变量的获取与设置
• 时间/时区/时钟的概念
• 有关时区的环境变量/配置文件/调用接口

分析原因

代码还没有深入看过，根据前面的原理分析有如下可能的原因：

有两个进程， 设置时间的进程， 和显示时间的进程。

1. 在设置时间的进程中设置时区环境变量 TZ ，时区信息在设置时间的进程中起作用；但是设置好时区信息后，显示时间的进程仍然根据原来的环境变量 TZ 显示时间，所以显示的时间和设置的时区不一致。

2. 需要确认的是：确认设置时间的进程设置后环境变量后，设置的值是否已正确保存到合适的位置；显示时间的进程是否会及时更新环境变量并显示，并且是否是基于设置时间进程保存的配置文件中读取信息、更新环境变量再进行显示。

参考

man 3 tzset

解决嵌入式Linux中的时区问题

linux调整系统时间和时区的方法

Linux下设置时区（通过shell设置和程序中设置）及程序中设置环境变量

linux时区时间问题ntp

Linux时间时区详解与常用时间函数

linux修改系统时间和linux查看时区、修改时区的方法