时间函数 localtime localtime_r

时间函数 localtime localtime_r
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

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.

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

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