写在前面：
本文章旨在总结备份、方便以后查询，由于是个人总结，如有不对，欢迎指正；另外，内容大部分来自网络、书籍、和各类手册，如若侵权请告知，马上删帖致歉。
目录
- 时间与日期
- 时间及时区查看命令
- 时区设置命令
- 常用 API
- 时间结构体
- 时间函数归类
- 函数应用
- localtime 和 localtime_r 区别
- 参考
首发及后期更新将于 https://arachnid.cc/linux_c-time-configuration/ 上，此处仅作二次备份。
时间与日期
GMT 和 UTC
GMT，即格林尼治标准时间，也就是世界时。GMT 的正午是指当太阳横穿格林尼治子午线（本初子午线）时的时间。但由于地球自转不均匀不规则，导致 GMT 不精确，现在已经不再作为世界标准时间使用。
UTC，即协调世界时。UTC 是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于 GMT 的一种时间计量系统。为确保 UTC 与 GMT 相差不会超过 0.9 秒，在有需要的情况下会在 UTC 内加上正或负闰秒。UTC 现在作为世界标准时间使用。
所以，UTC 与 GMT 基本上等同，误差不超过 0.9 秒。
时区
地球自西向东旋转，东边比西边先看到太阳，东边的时间也比西边的早。为了统一世界的时间，1884 年的国际经度会议规规定将全球划分为 24 个时区（东、西各 12 个时区）。规定英国（格林尼治天文台旧址）为零时区（GMT+00），东 1-12 区，西 1-12 区，中国北京处于东 8 区（GMT+08）。
若中国当前时间为 8 点整，则英国时间为 0 点整。
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。在此，把东八区时区差记为 +08
UTC + (+08) = 本地（北京）时间
UNIX 时间戳
由 Unix 内核提供的基本时间服务是自国际标准时间公元 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 以来的秒数。
时间及时区查看命令
- 获取 UTC 世界时间
date -u
- 获取当地时间
date
- 获取当地时间及时差
date -R
时区设置命令
1、对于完整的 Linux 系统
- 命令跟描述对不上号的
tzselect
看起来很像一个时区选择的工具，但并非如此。事实上tzselect仅仅是一个查看时区表示方式的『向导』程序而已。通过依次询问大洲→国家→城市，最后告诉你如何TZ变量的写法，比如北京时间是：Asia/Shanghai
- TZ 变量
根据上面的指导，可以获知通过修改 TZ 变量，直接修改时区信息，例如：
date -RTue, 17 Jan 2017 13:57:06 +0000
export TZ='Asia/Shanghai'
date -RTue, 17 Jan 2017 19:57:18 +0600
但如果不写在环境变量文件配置里的话，一般是会话级的操作，取消重新打开便会失效；因此对于在 shell 中实现更改 TZ 变量，只能做到临时变更时区信息。
正确做法是到 /etc/profile 里（或用户的 ~/.profile 或 ~/.bashrc 文件等），直接 export TZ='xxx' 更改时区（时区的名字可以用 tzselect 向导来确定）
/etc/localtime文件
默认情况下情况下，TZ 属性是空，这时候是靠 /etc/localtime 文件来确定的时区。而此文件通常又是一个到 /usr/share/zoneinfo/ 下各种时区文件的软连接。通过修改 /etc/localtime 指向的软连接，进而修改系统的时区。比如下面的方法，将 localtime 文件设置为了北京时间：
ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
2、对于裁剪的 Linux 系统，如：arm linux
tzselect命令
正常情况下，裁剪过的是不支持该命令的，因此相对于上面的 2、3 两点并不适用于此。
- TZ 变量
与上面一样可通过修改 TZ 变量，直接修改时区信息，但与此不同的是，并不能通过 TZ='Asia/Shanghai' 去修改，只能通过时区偏移量来修改，例如我们中国的北京时间相对于 UTC-0 的偏移量是 UTC+8 ；那么则修改为：
date -RTue, 17 Jan 2017 13:57:06 +0000
export TZ='CST-8'
date -RTue, 17 Jan 2017 19:57:18 +0600
注意，在这里，UTC+、- 是相反的，UTC-8 代表的是相对于 UTC 加八个小时，反之减八个小时…；而 CST 则是对应为北京时区缩写。
时区表信息可看：https://www.timeanddate.com/time/zones/
/etc/localtime文件
由于裁剪问题，系统中是没有 /usr/share/zoneinfo/ 文件夹的，如有需要，将 PC 端的 /usr/share/zoneinfo 整个 zoneinfo 文件夹复制到 rootfs 的 /usr/share 下，这样嵌入式系统中就有了 timezone 。
最后同样执行：
ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
note：时区信息保存在 /etc/localtime 文件里，如果没有该文件则系统是零时区，有该文件时系统会去读取该文件。具体该文件的内容可以不同关心，在 /usr/share/zoneinfo/ 目录下有各个时区对应的文件，只需要拷贝过去就可以。比如我们常用的东八区时间就是对应 /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai 文件，只需要将该文件指向或拷贝到 /etc/localtime 就将系统时间改为东八区。
常用 API
时间结构体
struct tm {int tm_sec; /* Seconds (0-60) */int tm_min; /* Minutes (0-59) */int tm_hour; /* Hours (0-23) */int tm_mday; /* Day of the month (1-31) */int tm_mon; /* Month (0-11) */int tm_year; /* Year - 1900 */int tm_wday; /* Day of the week (0-6, Sunday = 0) */int tm_yday; /* Day in the year (0-365, 1 Jan = 0) */int tm_isdst; /* Daylight saving time */
};
struct timeval {time_t tv_sec; /* seconds (秒) */suseconds_t tv_usec; /* microseconds (微秒) */
};struct timezone {int tz_minuteswest; /* minutes west of Greenwich */int tz_dsttime; /* type of DST correction */
};
时间函数归类
1、C99 标准库函数
需 #include <time.h>
- 获取时间戳：
/* time()函数，返回一个从 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 到现在的 time_t 类型 UTC 时间，当参数为 NULL 时直接返回秒数，当然也会将该值写入 t 指针指向的地址。 */
time_t time(time_t *t);/* mktime() 会把本地时间转换为 UTC 时间 */
time_t mktime(struct tm *tm);// note：两者区别在于传入的参数结构体不同，mktime 存在时区转换；time(t) 等价于 mktime(localtime(time(t)))。
- 获取
struct tm类型的时间：
/* gmtime() 是零时区，把 UTC 时间转换成北京时间的话，需要在年数上加 1900，月份上加 1，小时数加上 8。 */
struct tm *gmtime(const time_t *timep);
struct tm *gmtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);/* localtime() 将得到本地时间，该函数与 gmtime() 唯一区别是，在转换成北京时间的小时数不需要加上 8。 */
struct tm *localtime(const time_t *timep);
struct tm *localtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);// note：localtime 是将时区考虑在内了，转出的是当前时区的时间。但是注意，有些嵌入式设备上被裁减过的系统，时区没有被设置好，导致二者转出来的时间都是零时区的。在多线程应用里面，应该用后缀不带 `_r` 的函数，如： localtime_r 函数替代 localtime 函数，因为 localtime_r 是线程安全的，例子看第五大点。
- 时间日期格式化：
/* 将 tm 结构中的时间信息转换为相应时间的字符串 */
char *asctime(const struct tm *tm);
char *asctime_r(const struct tm *tm, char *buf);/* 将日历时间参数 timep 转换为一个表示本地当前时间的字符串，函数已经由时区转换成当地时间 */
char *ctime(const time_t *timep);
char *ctime_r(const time_t *timep, char *buf);// note：两者区别在于传入的参数结构体不同，但转换出来的信息格式显示是一样的；asctime 是直接把时间格式化，而 ctime 是经过时区转换后再格式化输出；ctime(t) 等价于 asctime(localtime(t))。/* 常用时间格式化参数看下方描述 */
size_t strftime(char *s, size_t max, const char *format, const struct tm *tm);
在使用 strftime 时间格式化函数所涉及的相关参数的含义如下：
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| %F | 将时间格式化为年-月-日 |
| %T | 将时间格式化为显示时分秒: hh:mm:ss |
| %Y | 将时间格式化为带世纪部分的十制年份 |
| %m | 将时间格式化为十进制表示的月份 |
| %d | 将时间格式化为十进制的每月中的第几天 |
| %H | 将时间格式化为24小时制的小时 |
| %M | 将时间格式化为十进制表示的分钟数 |
| %S | 将时间格式化为十进制表示的秒数 |
更多参数请阅：https://www.runoob.com/cprogramming/c-function-strftime.html
- 获取时间差：
double difftime(time_t time1, time_t time0);
2、Uinx 系统函数
需 #include <sys/time.h>
#include <sys/time.h>
获取 struct timeval 类型的时间：
/* 相对于 time() 和 mktime() ，gettimeofday() 能获取更精准的微秒级别，及相应的时区信息，需要注意的是 tz 是依赖于系统，不同的系统可能存在获取不到的可能，因此通常设置为 NULL */
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);
// 成功则返回 0，失败返回 －1，错误代码存于 errno
// EFAULT：指针 tv 或 tz 所指的内存空间无效。设置 struct timeval 类型的时间：
int settimeofday(const struct timeval *tv,const struct timezone *tz);
// 成功则返回 0，失败返回 －1，错误代码存于 errno
// EPERM：调用进程没有足够权限调用 settimeofday()，即权限不够。
// EINVAL：时区或其它内容无效，无法正确设置时间。// note：settimeofday 的修改时间需要在 root 权限下才能配置成功。
3、总结
time、gmtime、asctime 所表示的时间都是 UTC 时间，只是数据类型不一样，
而 mktime、localtime、ctime 的时间都存在时区之间变换。
| 函数 | 传参类型 | 返回类型 | 时区转换 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
| time() | time_t | time_t | UTC+0 | 用于获取 UTC 零时区的时间戳格式 |
| mktime() | struct tm | time_t | UTC-t | 用于获取 UTC 零时区的时间戳格式, 但会经过时区转换, 把本地时间内部换成 UTC+0 |
| gmtime() | time_t | struct tm | UTC+0 | 用于获取 UTC 零时区的 |
| localtime() | time_t | struct tm | UTC+t | |
| asctime() | struct tm | string | UTC+0 | |
| ctime() | time_t | string | UTC+t |
函数应用
1、获取当前时区的时间戳偏移量
time_t get_localtime_interval(void)
{time_t timep_utc, timep_local;struct tm tm_utc;time(&timep_utc);gmtime_r(&timep_utc, &tm_utc);timep_local = mktime(&tm_utc);return (timep_utc - timep_local);
}
2、获取当前时区的时间戳（带时区的本地时间）
time_t get_time_stamp(void)
{time_t timep;time(&timep);timep += get_localtime_interval(timep);return timep;
}
3、获取时区偏移量
time_t get_time_stamp(void)
{time_t timep_zone;timep_zone = get_localtime_interval(timep) / 3600;return timep_zone;
}
4、时区设置函数
时间函数除了gmttime()、asctime() 不受环境变量 TZ 的影响外，大部分函数都受到环境变量 TZ 的影响，这几个函数是： localtime、mktime、ctime 和 strftime。如果定义了 TZ，则这些函数将使用其值以代替系统默认时区。
在 Unix 环境下可以通过改变系统文件修改环境变量，也可以通过函数 setenv() 修改。
TZ 指定了当前的系统时区。这个时区会影响我们所做的时间转换。例如假设当前的系统时间是 8:00AM，如果我们把当前的时区设置成东八区，则标准时间就是（即 UTC+0）的时间就是 8-8=0:00AM，如果是看成是东六区的话，则标准时间就变成了 8-6=2:00AM。
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, const char * argv[])
{ setenv("TZ", "CST-8", 1); // 北京东八区// setenv("TZ", "UTC+0", 1); //将当前时区设置成标准区char buf[64];struct timeval tv;struct tm* tm_time;gettimeofday(&tv, NULL);tm_time = gmtime(&tv.tv_sec);strftime(buf, sizeof(buf), "%a %b %m %H:%M:%S %Z %Y", tm_time);printf("GMT time: %s\n", buf);tm_time = localtime(&tv.tv_sec);strftime(buf, sizeof(buf), "%a %b %m %H:%M:%S %Z %Y", tm_time);printf("local time: %s\n", buf);return 0;
}
localtime 和 localtime_r 区别
示例来源（下方为原文备份记录）：https://blog.csdn.net/test1280/article/details/80917962
localtime 和 localtime_r 的函数功能： converts the calendar time timep to broken-time representation
在调用 localtime 和 localtime_t 函数时，需特别注意：
-
localtime是不可重入函数，非线程安全 -
localtime_r是可重入函数，线程安全
1、使用 localtime 时不可重入示范：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>int main()
{time_t curTime = time(NULL);time_t aftTime = curTime + 3600*3;struct tm *pTm1 = localtime(&curTime);struct tm *pTm2 = localtime(&aftTime);fprintf(stdout, "%04d%02d%02d%02d%02d%02d\n",pTm1->tm_year + 1900,pTm1->tm_mon + 1,pTm1->tm_mday,pTm1->tm_hour,pTm1->tm_min,pTm1->tm_sec);fprintf(stdout, "%04d%02d%02d%02d%02d%02d\n",pTm2->tm_year + 1900,pTm2->tm_mon + 1,pTm2->tm_mday,pTm2->tm_hour,pTm2->tm_min,pTm2->tm_sec);return 0;
}
编译 & 运行：
$ gcc -o main main.c
$ ./main
20180704225205
20180704225205
调用 localtime 函数并获取其返回值（一个指向 struct tm 结构类型数据的指针）后，我们并未对返回值进行显式地释放。
这并没有什么问题（不会导致内存泄漏）。
因为 localtime 函数返回值是一个指针，指向一个静态变量，这个静态变量是库中的一个 static struct tm 类型数据。
man localtime：
The return value points to a statically allocated struct which might be overwritten by subsequent calls to any of the date and time functions.
这将引出新的问题，同一进程多个线程中同时调用（极短时间内连续调用） localtime 函数，返回值 tm 可能被覆盖。
举个栗子：
两个线程 A 和 B 同时调用 localtime 函数：
时刻 1：线程 A 调用 localtime 函数，得到一个指针，指向 static struct tm 类型变量；（tm 中存储的值更新为 value-a）
时刻 2：线程 B 调用 localtime 函数，得到一个指针，指向 static struct tm 类型变量；（tm 中存储的值更新为 value-b）
时刻 3：线程 A 对 localtime 返回的指针进行相关引用操作（例如 printf 输出某字段），此时 static struct tm 中的值实际是 value-b，并非预期的 value-a。
时刻 4：线程 B 对 localtime 返回的指针进行相关引用操作，此时 static struct tm 中的值实际是 value-b。
上面的示范代码虽然是在同一线程中，但是已经可以简单模拟这样的多线程执行调用流程。
如何解决？
localtime_r 是 localtime 的可重入版本（线程安全版本）。
localtime 不可重入是由于 static struct tm 是库中的一个静态变量，如果我们在调用 localtime 时传入一个 struct tm 类型变量（指针）用于存放结果，岂不是实现可重入？
Bingo！
struct tm *localtime(const time_t *timep);
struct tm *localtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);
调用 localtime 只需要传入指向 time_t 的一个常量指针；
调用 localtime_t 不仅需要传入指向 time_t 的一个常量指针，还需要传入指向 struct tm 的一个指针，结果将存储在 result 指向的 struct tm 对象中；
The return value points to a statically allocated struct which might be overwritten by subsequent calls to any of the date and time functions.
The localtime_r() function does the same, but stores the data in a user-supplied struct.
2、使用 localtime_r 时可重入示范：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>int main()
{time_t curTime = time(NULL);time_t aftTime = curTime + 3600*3;struct tm tm1;struct tm tm2;localtime_r(&curTime, &tm1);localtime_r(&aftTime, &tm2);fprintf(stdout, "%04d%02d%02d%02d%02d%02d\n",tm1.tm_year + 1900,tm1.tm_mon + 1,tm1.tm_mday,tm1.tm_hour,tm1.tm_min,tm1.tm_sec);fprintf(stdout, "%04d%02d%02d%02d%02d%02d\n",tm2.tm_year + 1900,tm2.tm_mon + 1,tm2.tm_mday,tm2.tm_hour,tm2.tm_min,tm2.tm_sec);return 0;
}
编译 & 运行：
$ gcc -o main main.c
$ ./main
20180704200531
20180704230531
参考
https://www.cnblogs.com/sun-frederick/p/4772535.html
https://blog.csdn.net/test1280/article/details/80917962
