世界时区

Posted 2023-05-12

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了世界时区相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

参考技术A

https://blog.csdn.net/m0_37886783/article/details/80582520
https://blog.csdn.net/qianlizhima1/article/details/16904695

https://blog.csdn.net/weixin_34060299/article/details/92725880

1.GMT
格林威治标准时间GMT

2.UTC
UTC指的是Coordinated Universal Time－世界协调时间（又称世界标准时间、世界统一时间）
所以基本上UTC的本质强调的是比GMT更为精确的世界时间标准，不过对于现行表款来说，GMT与UTC的功能与精确度是没有差别的。

UTC时区（英国非夏时间,UTC）
BST时区（英国夏令时间,UTC+1）

MEST时区（中欧夏令时 UTC+2）
MET时区（中欧时间）(UTC+1)

日本标准时间（JST）
澳大利亚东部标准时间（AEST）

PDT时区（太平洋夏令时间,UTC-7）
PST时区（太平洋夏令时间,UTC-8）

3.PDT
PDT 是 Pacific Daylight Time 的缩写

美国夏季始于每年4月的第1个周日，
止于每年10月的最后一个周日。
夏令时比正常时间早一小时，
与PDT时间相对应的是PST , Pacific Standard Time 。夏时制结束后就是PST

PDT与北京时间时差为-15小时

4.PST
PST
PST是太平洋标准时间（西八区），与北京时间（东八区）时差-16个小时，
也就是北京时间减去16就是PST时间。而PDT比PST早1个小时，就是说PDT与北京时间时差为-15小时

PST是太平洋标准时间（西八区），与北京时间（东八区）时差-16个小时，也就是北京时间减去16就是PST时间。而PDT比PST早1个小时，就是说PDT与北京时间时差为-15小时

美国横跨西五区至西十区，共六个时区。每个时区对应一个标准时间，从东向西分别为东部时间(EST)(西五区时间)、中部时间(CST)(西六区时间)、山地时间(MST)(西七区时间)、太平洋时间 (西部时间)(PST)(西八区时间)、阿拉斯加时间(AKST)(西九区时间)和夏威夷时间(HST)(西十区时间)，按照“东早西晚”的规律，各递减一小时。

| 美国标准时间 | 与北京时间时差(小时) |
| HST | -18 |
| AKST | -17 |
| PST | -16 |
| MST | -15 |
| CST | -14 |
| EST | -13 |

夏季始于每年4月的第1个周日，止于每年10月的最后一个周日。也称为DST: Daylight Saving Time 。。

| 美国夏季时间 | 与北京时间时差(小时) |
| HDT | -17 |
| AKDT | -16 |
| PDT | -15 |
| MDT | -14 |
| CDT | -13 |
| EDT | -12 |

英国站点用到的时区：
BST 英国的夏令时间 +1:00
GMT 格林尼治标准时间 +0:00

de,fr,it,es用到的时区：
MET 中欧时间 +1:00
MEST 中欧夏时制 +2:00

欧洲的夏令时从3月的最后一个星期天的凌晨2点开始，到10月份的最后一个星期天的凌晨1点59结束。
欧洲夏令时从每年三月份的最后一个周日2:00（格林尼治时间）开始，至十月份最后一个周日 3:00（格林尼治时间）结束。

英国的夏令bai时是从3月最后一个星期日到10月最后一个星期日。

加拿大从3月第二个星期日到11月第一个版星期日实权行夏令时，不过萨斯喀彻温省大部分地区不实行。

墨西哥从4月第一个星期日到10月最后一个星期日实行夏令时，不过在首都墨西哥城，由于市长不同意总统实行夏令时的决定，有的区服从总统实行夏令时，有的区则服从市长不实行夏令时。

美国的夏令时，从每年3月第2个星期天凌晨开始，到每年11月第1个星期天凌晨结束。以2017年为例，美国2017年夏令时从3月12日开始，到11月5日结束。

美国一共9个时区，其中本土4个时区，阿拉斯加1个时区，夏威夷1个时区，以及其他海外领土3个时区。

美国本土4个时区分别为：美国东部时间 (EST)、美国中部时间 (CST)、美国山区时间 (MST)、美国太平洋时间 (PST)。

需要注意的是，美国有部分领土不实行夏令时，其中包括：亚利桑那州 (纳瓦霍人保留地除外)、夏威夷、美属萨摩亚、关岛、波多黎各、美属维京群岛。

Linux基础Linux中的时区和时间

基本概念

首先介绍Linux中会用到的时间概念：

UTC：Universal Time Coordinated，协调世界时，又称世界统一时间，世界标准时间，国际协调时间。它是一个与时区相关的时间，目前将世界时区分为24个。UTC跟GMT（Greenwich Mean Time，格林威治时间）一致，因为格林威治位于0时区，UTC时间即是0时区的时间。中国位于东八区，所以对应的时间是UTC时间加8小时，即UTC+8，也称为CST（China Standard Time）。UTC倾向于跟标准相关的时间。

RTC：Real Time Clock，实时时钟。RTC和UTC不是一个概念上的时间，RTC通常指的是硬件系统中的一个计时芯片，它将时间保存在CMOS（可以认为是一种非易失介质）中，而CMOS通过电池可以保持数据不丢失，因此在系统没有上电的情况下（RTC由电池供电）也还会正常更新时间。操作系统启动时会查看这个时间，也可以同步这个时间。RTC倾向于跟硬件相关的时间。

时间戳：指的是从当前时间到某个标准时间点经历的秒数，这里的标准时间点通常是指1970年1月1日0时0分0秒，这个时间点也被称为Epoch。时间戳是一个相对的时间值，倾向于跟软件相关。

Linux下查看时间

Linux可以通过命令查看上述的时间，下面是在Ubuntu18.04（本文后续所有内容都在该版本下做测试）中执行的结果：

首先是获取本地时间：

root@ubuntu:~# date
2023年 01月 07日 星期六 23:18:21 CST

这里的CST表示的就是前面提到的China Standard Time，就是东八区时间，也是我所在地的时间。

通过增加-u参数可以查看UTC时间：

root@ubuntu:~# date -u
2023年 01月 07日 星期六 15:19:28 UTC

可以看到这里的后缀已经从CST变成了UTC时间。因为UTC是标准时间，所以一般的Linux命令都可以获取到它。

另外date命令也可以查看时间戳：

root@ubuntu:~# date +%s
1673106588

注意时间戳是没有时区概念的，它只是从1970年1月1日0时0分0秒到当前时间的秒数。

之后查看RCT时间，它主要通过hwclcok命令来完成：

root@ubuntu:~# hwclock
2023-01-07 23:20:37.664556+0800
root@ubuntu:~# hwclock -l
2023-01-07 15:20:46.242465+0800
root@ubuntu:~# hwclock -u
2023-01-07 23:20:59.633316+0800

注意上述的3条命令，对比date命令中的-u参数，得到的结果可能会让人误解。因为hwclock以及加上-u参数，得到的都是本地时间，而加上-l（表示localtime）得到的才是真的RTC时间。

查看hwclock命令的参数说明：

Options:
 -u, --utc            the RTC timescale is UTC
 -l, --localtime      the RTC timescale is Local

实际上这里的-u表示的是假设RTC里面保存的是UTC时间，那么本地时间就应该要增加8个小时（因为我在东八区），而-l表示的是假设当前RTC时间就是本地时间，所以就直接显示出来了，这句话还隐含着一个意思就是RTC时间就是2023-01-07 15:20:46.242465+0800。这个可以通过增加--debug参数看到进一步的内容：

root@ubuntu:~# hwclock --debug
hwclock from util-linux 2.31.1
System Time: 1673105261.476314
Trying to open: /dev/rtc0
Using the rtc interface to the clock.
Assuming hardware clock is kept in UTC time.	# 注意这里假设RTC中保存的是UTC时间
Waiting for clock tick...
...got clock tick
Time read from Hardware Clock: 2023/01/07 15:27:42
Hw clock time : 2023/01/07 15:27:42 = 1673105262 seconds since 1969
Time since last adjustment is 1673105262 seconds
Calculated Hardware Clock drift is 0.000000 seconds
2023-01-07 23:27:41.040147+0800

注意这里有一句Assuming hardware clock is kept in UTC time.，也就是前面说的假设RTC里面保存的是UTC时间。如果加上-l参数，显示的DEBUG信息是：

root@ubuntu:~# hwclock -l --debug
hwclock from util-linux 2.31.1
System Time: 1673106076.977518
Trying to open: /dev/rtc0
Using the rtc interface to the clock.
Assuming hardware clock is kept in local time.	# 注意这里假设RTC中保存的是本地时间
Waiting for clock tick...
...got clock tick
Time read from Hardware Clock: 2023/01/07 15:41:17
Hw clock time : 2023/01/07 15:41:17 = 1673077277 seconds since 1969
Time since last adjustment is 1673077277 seconds
Calculated Hardware Clock drift is 0.000000 seconds
2023-01-07 15:41:16.539634+0800

最后还有一个命令可以同时显示多个时间：

root@ubuntu:~# timedatectl 
                      Local time: 六 2023-01-07 23:42:12 CST
                  Universal time: 六 2023-01-07 15:42:12 UTC
                        RTC time: 六 2023-01-07 15:42:11
                       Time zone: Asia/Shanghai (CST, +0800)
       System clock synchronized: yes
systemd-timesyncd.service active: yes
                 RTC in local TZ: no

这里可以看到本地时间，UTC时间，RTC时间还有时区等等内容。

本节主要介绍如何查看时间，后面会介绍具体的代码实现，比如RTC时间如何获取，如何转换成本地时间，等等。

时区

Linux中的时区主要通过一个文件来表示，这个文件是/etc/localtime，其中包含了Linux系统的时区信息：

root@ubuntu:~# ls -al /etc/localtime 
lrwxrwxrwx 1 root root 33 1月   7 23:20 /etc/localtime -> /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai

注意这里的/etc/localtime只是一个链接，查看被链接文件所在的目录：

root@ubuntu:~# ls /usr/share/zoneinfo/
Africa      Cuba     GMT0         Japan              Pacific     Turkey
America     EET      GMT-0        Kwajalein          Poland      UCT
Antarctica  Egypt    GMT+0        leap-seconds.list  Portugal    Universal
Arctic      Eire     Greenwich    Libya              posix       US
Asia        EST      Hongkong     localtime          posixrules  UTC
Atlantic    EST5EDT  HST          MET                PRC         WET
Australia   Etc      Iceland      Mexico             PST8PDT     W-SU
Brazil      Europe   Indian       MST                right       zone1970.tab
Canada      Factory  Iran         MST7MDT            ROC         zone.tab
CET         GB       iso3166.tab  Navajo             ROK         Zulu
Chile       GB-Eire  Israel       NZ                 Singapore
CST6CDT     GMT      Jamaica      NZ-CHAT            SystemV

这里包含了所有的时区相关的文件，这些文件被称为ztfile，可以在Linux查看：

![修改时区](Common.assets/修改时区.png)TZFILE(5)                 Linux Programmer's Manual                 TZFILE(5)

NAME
       tzfile - timezone information

DESCRIPTION
       The  timezone  information  files used by tzset(3) are typically found
       under a directory with a name like /usr/share/zoneinfo.   These  files
       begin with a 44-byte header containing the following fields:
# 后面略

所以为了修改Linux系统的时区，只需要修改/etc/localtime链接的文件就可以了：

root@ubuntu:~# date
2023年 01月 07日 星期六 23:54:06 CST	# 北京时间
root@ubuntu:~# ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Tokyo /etc/localtime	# 链接到东京时间
root@ubuntu:~# date
2023年 01月 08日 星期日 00:54:43 JST	# 时间发生了变化

除了直接修改链接，Ubuntu还提供了额外的配置方式，这需要使用dpkg-reconfigure工具，对应的命令：

root@ubuntu:~# dpkg-reconfigure tzdata

执行命令之后会显示一个图形界面：

选择对应的时区所在地点之后会直接退出，并显示如下的内容：

root@ubuntu:~# dpkg-reconfigure tzdata

Current default time zone: 'Asia/Shanghai'
Local time is now:      2023年 01月 07日 星期六 23:59:18 CST.
Universal Time is now:  Sat Jan  7 15:59:18 UTC 2023.

表明修改已经成功，再次查看/etc/localtime：

root@ubuntu:~# ls -al /etc/localtime 
lrwxrwxrwx 1 root root 33 1月   7 23:59 /etc/localtime -> /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai

可以看到时区已经修改回去了。

当然如果使用的是Ubuntu的图形界面，显然可以直接在设置中修改：

代码实现

代码下载

下面介绍Linux时间命令的具体实现，为此首先需要下载对应的代码，以hwclock为例（它的代码实现中已经包含了UTC、RTC、时间戳等相关的内容，而系统调用相关的代码将在时间相关的系统调用介绍），该命令属于util-linux 2.31.1的一部分：

root@ubuntu:~# hwclock -v
hwclock from util-linux 2.31.1

所以要下载util-linux的源码。在Ubuntu中下载源码，需要两步操作：

修改/etc/apt/sources.list文件，需要取消deb-src开头语句的注释，比如：

# deb cdrom:[Ubuntu 18.04.4 LTS _Bionic Beaver_ - Release amd64 (20200203.1)]/ bionic main restricted

# See http://help.ubuntu.com/community/UpgradeNotes for how to upgrade to
# newer versions of the distribution.
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted
deb-src http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ bionic main restricted	# 取消注释

## Major bug fix updates produced after the final release of the
## distribution.
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted
deb-src http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted	# 取消注释

修改之后执行apt update更新库。

通过如下的命令下载源码：

root@ubuntu:/home/jw/code# apt source util-linux
Reading package lists... Done
NOTICE: 'util-linux' packaging is maintained in the 'Git' version control system at:
https://salsa.debian.org/debian/util-linux.git
Please use:
git clone https://salsa.debian.org/debian/util-linux.git
to retrieve the latest (possibly unreleased) updates to the package.
Need to get 4,620 kB of source archives.
Get:1 http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu bionic-updates/main util-linux 2.31.1-0.4ubuntu3.7 (dsc) [4,122 B]
Get:2 http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu bionic-updates/main util-linux 2.31.1-0.4ubuntu3.7 (tar) [4,514 kB]
Get:3 http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu bionic-updates/main util-linux 2.31.1-0.4ubuntu3.7 (diff) [102 kB]
Fetched 4,620 kB in 4s (1,115 kB/s)  
dpkg-source: info: extracting util-linux in util-linux-2.31.1
# 中间略
W: Download is performed unsandboxed as root as file 'util-linux_2.31.1-0.4ubuntu3.7.dsc' couldn't be accessed by user '_apt'. - pkgAcquire::Run (13: Permission denied)

这样源码就下载到了/home/jw/code/util-linux-2.31.1目录下（有报错但是不影响代码下载）。

hwclock

查看hwclock命令的实现，它位于sys-utils/hwclock.c，其主要的代码（仅以读操作为例）：

	if (!ctl.noadjfile && !(ctl.systz && (ctl.utc || ctl.local_opt))) 
		if ((rc = read_adjtime(&ctl, &adjtime)) != 0)
			hwclock_exit(&ctl, rc);
	 else
		/* Avoid writing adjtime file if we don't have to. */
		adjtime.dirty = 0;
	ctl.universal = hw_clock_is_utc(&ctl, adjtime);
	rc = manipulate_clock(&ctl, set_time, startup_time, &adjtime);

函数流程主要是：

read_adjtime()函数默认获取/etc/adjtime文件，它用来获取时间调整信息，不过Ubuntu下没有这个文件。
hw_clock_is_utc()依赖于前面的read_adjtime()函数，不过由于不存在，所以传入的参数是默认的，其实现如下：

static int
hw_clock_is_utc(const struct hwclock_control *ctl,
		const struct adjtime adjtime)

	int ret;

	if (ctl->utc)	// 对应-u参数
		ret = 1;	/* --utc explicitly given on command line */
	else if (ctl->local_opt)	// 对应-l参数
		ret = 0;	/* --localtime explicitly given */
	else
		/* get info from adjtime file - default is UTC */
        // 不带参数时，通过/etc/adjtime获取值，默认是UTC值为0，而LOCAL的值是1，所以最终ret=1
		ret = (adjtime.local_utc != LOCAL);
	if (ctl->debug)
		printf(_("Assuming hardware clock is kept in %s time.\\n"),
		       ret ? _("UTC") : _("local"));
	return ret;

从这里可以看出来，执行hwclock命令时，不带参数和带-u参数是相同的显示，这与前面执行命令的结果是一致的。该函数的返回值被赋值给如下的变量：

ctl.universal = hw_clock_is_utc(&ctl, adjtime);

这个变量在后面会使用到，而它的值，在当前的Ubuntu系统下，如果不带参数或者带了-u参数就是1，否则是0。

manipulate_clock()执行了最主要的时间操作，其执行代码如下：

read_hardware_clock()的实现可以参看RTC时间。
mktime_tz()的实现如下：

static int
mktime_tz(const struct hwclock_control *ctl, struct tm tm,
	  time_t *systime_p)

	int valid;

	if (ctl->universal)
		*systime_p = timegm(&tm);
	else
		*systime_p = mktime(&tm);
	if (*systime_p == -1) 
		/*
		 * This apparently (not specified in mktime() documentation)
		 * means the 'tm' structure does not contain valid values
		 * (however, not containing valid values does _not_ imply
		 * mktime() returns -1).
		 */
		valid = 0;
		if (ctl->debug)
			printf(_("Invalid values in hardware clock: "
				 "%4d/%.2d/%.2d %.2d:%.2d:%.2d\\n"),
			       tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,
			       tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
	 else 
		valid = 1;
		if (ctl->debug)
			printf(_
			       ("Hw clock time : %4d/%.2d/%.2d %.2d:%.2d:%.2d = "
				"%ld seconds since 1969\\n"), tm.tm_year + 1900,
			       tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday, tm.tm_hour, tm.tm_min,
			       tm.tm_sec, (long)*systime_p);
	
	return valid;

这里关键是前面提到的ctl->universal，它的值来自hw_clock_is_utc()函数的返回值，根据不同的值会执行不同的分支函数：这里的mktime()是系统函数（参见mktime()），而timegm()的实现：

time_t timegm(struct tm *tm)

	const char *zone = getenv("TZ");
	time_t ret;

	setenv("TZ", "", 1);
	tzset();
	ret = mktime(tm);
	if (zone)
		setenv("TZ", zone, 1);
	else
		unsetenv("TZ");
	tzset();
	return ret;

可以看到它其实也调用了mktime()函数，只不过在调用前后还会额外执行tzset()函数（它也是系统调用），来做时区相关的操作。

由于mktime()（参见tzset()）受到TZ变量的影响，而将TZ变量设置为空实际上就是使用UTC时间，所以最终这里得到的时间戳是1970年1月1日0时0分0秒当UTC时间的秒数，而没有设置TZ（不同于设置为空），则得到的是1970年1月1日0时0分0秒到本地时间的秒数。这最终导致mktime_tz()得到不同的值，也是-l和-u参数的差异体现。

calculate_adjustment()函数也与/etc/adjtime文件有关，由于Ubuntu没有该文件，这里不做介绍。
最后是display_time()函数，该函数就是打印结果。

以上就是hwclcok命令显示时间的简单介绍，需要说明的是hwclcok不仅可以查看时间，还可以同步时间，不过这个不在本文的介绍范围中。

RTC时间

关于RTC时间的实现，可以直接参考hwclock命令的源代码util-linux-2.31.1，其实现在sys-utils\\hwclock-rtc.c：

static int read_hardware_clock_rtc(const struct hwclock_control *ctl,
				   struct tm *tm)

	int rtc_fd, rc;

	rtc_fd = open_rtc_or_exit(ctl);

	/* Read the RTC time/date, return answer via tm */
	rc = do_rtc_read_ioctl(rtc_fd, tm);

	return rc;

open_rtc_or_exit()函数打开/dev/rtc0这个设备：

root@ubuntu:~# ll /dev/rtc0
crw------- 1 root root 249, 0 1月   7 23:17 /dev/rtc0

而do_rtc_read_ioctl()通过ioctl()函数来获取参数：

static int do_rtc_read_ioctl(int rtc_fd, struct tm *tm)

	int rc = -1;
	char *ioctlname;

	ioctlname = "RTC_RD_TIME";
	rc = ioctl(rtc_fd, RTC_RD_TIME, tm);

	if (rc == -1) 
		warn(_("ioctl(%s) to %s to read the time failed"),
			ioctlname, rtc_dev_name);
		return -1;
	

	tm->tm_isdst = -1;	/* don't know whether it's dst */
	return 0;

这样就得到了RTC时间，并存放在struct tm结构体变量中。

以下是自己写的一个示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h> 
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <asm/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/ioctl.h>

#define RTC_DEV     "/dev/rtc0"
#ifndef RTC_RD_TIME
#define RTC_RD_TIME _IOR('p', 0x09, struct linux_rtc_time)
#endif

struct linux_rtc_time 
    int tm_sec;
    int tm_min;
    int tm_hour;
    int tm_mday;
    int tm_mon;
    int tm_year;
    int tm_wday;
    int tm_yday;
    int tm_isdst;
;

int read_hardware_clock(struct tm *tm)

    int rtc_fd;
    int rc;

    rtc_fd = open(RTC_DEV, O_RDONLY);
    if (-1 == rtc_fd) 
        return -1;
    
    rc = ioctl(rtc_fd, RTC_RD_TIME, tm)UTC是啥时区
 英语里面UTC是哪个时区？
 时区、时间戳、 时区、格林威治（GMT）、协调世界时（UTC）的关系
 html HTML select元素中的所有世界时区
 [转] GMTUTC与24时区 等时间概念
 Linux基础Linux中的时区和时间