iOS中的时间

时间的概念

时间是线性的 均匀的, 同一时刻, 只有一个绝对只有一个时间值存在, 而时区的划分 只是为了方便而已

GMT(Greenwich Mean Time)

在狭义的范围下 时间的变化是匀速的, 为了描述时间, 我们也需要找到一个值,它的变化时均匀的, 最终选择了太阳 按照太阳在一天当中所处的位置来描述当前时间, 但不同的地区太阳的位置并不一样, 后来不同地区的文化为了交流方便, 选取了一个公共的大家认可的地方, 以这个地方太阳的位置来作参考, 最后选择的是英国伦敦的格林尼治天文台所在地,以格林尼治的时间作为公共时间,也就是我们所说的GMT时间

UTC(Coordinated Universal Time)

太阳所处的位置变化跟地球的自转相关,过去人们认为地球自转的速率是恒定的,但在1960年这一认知被推翻了,人们发现地球自转的速率正变得越来越慢,而时间前进的速率还是恒定的,所以GMT不再被认为可以用来精准的描述时间了。

我们需要继续寻找一个匀速前进的值。抬头看天是我们从宏观方向去寻找答案,科技的发展让我们在微观方面取得了更深的认识,于是有聪明人根据微观粒子原子的物理属性,建立了原子钟,以这种原子钟来衡量时间的变化,原子钟50亿年才会误差1秒,这种精读已经远胜于GMT了。这个原子钟所反映的时间,也就是我们现在所使用的UTC(Coordinated Universal Time )标准时间。

NSDate

NSDate对象描述的是时间线上的一个绝对的值,和时区和文化无关,它参考的值是:以UTC为标准的,2001年一月一日00:00:00这一刻的时间绝对值。
这里有个概念很重要,我们用编程语言描述时间的时候,都是以一个时间线上的绝对值为参考点,参考点再加上偏移量(以秒或者毫秒,微秒,纳秒为单位)来描述另外的时间点。

理解了这一点,再看NSDate的一些API调用就非常清楚了,比如:

NSDate* date = [NSDate date];
NSLog(@"current date: %@", date);
NSLog(@"current date interval: %f", [date timeIntervalSinceReferenceDate]);

NSDate和市区和文化无关,所以要展示具体格式的时间,我们需要NSDateFormatter和NSTimeZone的辅助。

另外关于NSDate最重要的一点是:NSDate是受手机系统时间控制的。也就是说,当你修改了手机上的时间显示,NSDate获取当前时间的输出也会随之改变。在我们做App的时候,明白这一点,就知道NSDate并不可靠,因为用户可能会修改它的值。

CFAbsoluteTimeGetCurrent()

CFAbsoluteTimeGetCurrent()的概念和NSDate非常相似,只不过参考点是:以GMT为标准的,2001年一月一日00:00:00这一刻的时间绝对值。

同样CFAbsoluteTimeGetCurrent()也会跟着当前设备的系统时间一起变化,也可能会被用户修改。

gettimeofday

struct timeval now;
struct timezone tz;
gettimeofday(&now, &tz);
NSLog(@"gettimeofday: %ld", now.tv_sec);

使用gettimeofday获得的值是Unix time。Unix time又是什么呢?

Unix time是以UTC 1970年1月1号 00:00:00为基准时间,当前时间距离基准点偏移的秒数。上述API返回的值是1481266031,表示当前时间距离UTC 1970年1月1号 00:00:00一共过了1481266031秒。
NSDate也有一个API能返回Unix time

NSDate* date = [NSDate date];
NSLog(@"timeIntervalSince1970: %f", [date timeIntervalSince1970]);

gettimeofday和NSDate,CFAbsoluteTimeGetCurrent()一样,都是受当前设备的系统时间影响。只不过是参考的时间基准点不一样而已。我们和服务器通讯的时候一般使用Unix time。

mach_absolute_time()

前面提到我们需要找到一个均匀变化的属性值来描述时间,而在我们的iPhone上刚好有一个这样的值存在,就是CPU的时钟周期数(ticks)。这个tick的数值可以用来描述时间,而mach_absolute_time()返回的就是CPU已经运行的tick的数量。将这个tick数经过一定的转换就可以变成秒数,或者纳秒数,这样就和时间直接关联了。

不过这个tick数,在每次手机重启之后,会重新开始计数,而且iPhone锁屏进入休眠之后tick也会暂停计数。

mach_absolute_time()不会受系统时间影响,只受设备重启和休眠行为影响。

CACurrentMediaTime()

CACurrentMediaTime()就是将上面mach_absolute_time()的CPU tick数转化成秒数的结果。以下代码:

double mediaTime = CACurrentMediaTime();
NSLog(@"CACurrentMediaTime: %f", mediaTime);

返回的就是开机后设备一共运行了(设备休眠不统计在内)多少秒,另一个API也能返回相同的值:

NSTimeInterval systemUptime = [[NSProcessInfo processInfo] systemUptime];
NSLog(@"systemUptime: %f", systemUptime);

CACurrentMediaTime()也不会受系统时间影响,只受设备重启和休眠行为影响。

sysctl

iOS系统记录了上次设备重启的时间. 可以通过如下API调用获取:

#include <sys/sysctl.h>

- (long)bootTime
{
    int mib[2];
    size_t size;
    struct timeval  boottime;
    
    mib[0] = CTL_KERN;
    mib[1] = KERN_BOOTTIME;
    size = sizeof(boottime);
    if (sysctl(mib, MIB_SIZE, &boottime, &size, NULL, 0) != -1)
    {
        return boottime.tv_sec;
    }
    return 0;
}

返回的值是上次设备重启的Unix time。

这个API返回的值也会受系统时间影响,用户如果修改时间,值也会随着变化。

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