獲取服務器時間的C語言實現方法與案例分享

admin2年前 (2023-07-16)時頻百科406

　　獲取服務器時間是很多軟件開發工程師必須掌握的技能之一。在實現該功能時，C語言作為一種底層語言被廣泛使用，因為它能夠更快地訪問操作系統內核，并更好地理解編寫操作系統所需的底層邏輯。本文將從網絡時間協議、socket編程、系統調用和C語言庫四個方面闡述獲取服務器時間的C語言實現方法與案例。

1、NTP協議與服務器時間同步

網絡時間協議（NTP）是一種用于在計算機網絡中對客戶端和服務器之間的時鐘偏差進行同步的協議。通過該協議，客戶端可以從服務器上獲取到準確的時間信息，并進行時間同步，而客戶端與服務器之間的傳輸不受網絡延遲等因素的影響。

　　C語言中的NTP客戶端實現需要用到socket編程和系統調用。假設我們已經獲得了一個NTP服務器的地址，下面以Ubuntu操作系統為例，介紹如何使用C語言代碼從該NTP服務器上獲取當前時間：

　　1. 定義結構體 timespec 和 protocol_packet

　　首先，需要定義兩個結構體：

struct timespec {

其中結構體 protocol_packet 按照 NTP 協議頭進行定義，并包含 NTP 協議的字段組件，以便在發送和接收 NTP 數據包時使用。

　　2. 通過socket獲取服務器與端口，并連接到該服務器

　　接下來，需要通過socket獲取 NTP 服務器的 IP 地址和端口，并連接到該服務器：

uint32_t address = 0x7f000001; // 127.0.0.1

代碼中，首先通過 htonl 函數將IP地址由主機字節序轉換為網絡字節序，然后創建一個 UDP 套接字并連接到服務器。

　　3. 發送NTP數據包給服務器

　　現在我們需要向 NTP 服務器發送一個數據包，以便請求當前時間。這一步是實現時間同步的關鍵所在：

protocol_packet packet;

在此代碼中，我們將li_vn_mode設置為0x1B，該值表示一個授時請求。我們還可以使用NTP的多余數據字段，尤其是時鐘精度。

　　4. 接收服務器返回的NTP數據包并解析該數據包

　　現在，我們已經向服務器發出了一個授時請求，服務器會立即返回一個數據包，將牟青當前的時間信息。我們需要接收該數據包，并解析出每個字段的具體值：

char buf[128];

代碼中，我們使用recv函數從NTP服務器接收UDP數據包，并將其保存到緩沖區中。接著，我們將數據包指針 resp 的類型轉換為 protocol_packet 結構體指針，以解析出 xmit_tm 字段中的時間戳，并將其轉換為time_t 格式。最后，我們使用 asctime 函數來將時間戳轉換為日期字符串，并輸出到控制臺。

2、使用socket獲取當前時間戳

除了 NTP 協議，還有一種方法可以通過 socket 來獲取當前時間戳。這種方法不需要用戶自己構造 NTP 報文，只需要使用系統調用獲取時間即可。以下代碼片段展示了如何使用 socket 和 getsockopt 函數來獲取當前時間戳：

int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

這段代碼首先使用函數socket打開一個UDP套接字，并使用函數connect連接到 RFC 868 或任何其他時間協議的服務器。接著，我們可以使用函數getsockopt從套接字中獲取時間戳。

3、使用系統調用獲取時間戳

獲取服務器時間戳的第三種方法是使用系統調用。C 語言中有許多系統調用可用于操作日期和時間，例如 time、gettimeofday 和 clock_gettime。以下代碼展示了如何使用 clock_gettime 函數獲取當前時間戳：

#include <time.h>

這段代碼中，調用函數 clock_gettime，該函數使用 CLOCK_REALTIME 參數來獲取實時時鐘的當前時間和日期，并將其保存在結構體 current_time 中。

4、使用C語言庫中的函數獲取時間戳

C 語言標準庫也提供了許多函數來處理日期和時間。以下是一些常見的函數及其描述：

time_t time(time_t *tloc): 返回當前日期和時間的 Unix 時間戳（以自 1970 年 1 月 1 日以來的秒數表示），如果 tloc 參數不為 NULL，則也將其存儲為指向 time_t 結構體的指針

struct tm *gmtime(const time_t *timep): 將 Unix 時間戳轉換為 struct tm 結構體，存儲了年、月、日、小時、分鐘、秒、周幾、一年的第幾天等字段

char *asctime(const struct tm *tm): 將 struct tm 結構體轉換為一個日期時間字符串

　　以下代碼展示如何使用這些函數獲取當前時間戳和日期時間：

#include <stdio.h>

首先，我們調用函數 time，該函數將系統當前日期和時間的 Unix 時間戳存儲在變量 curr_time 中。接著，我們使用函數 gmtime 將當前時間戳轉換為 struct tm 結構體。最后，我們使用 strftime 函數將結構體轉換為可讀的日期字符串，然后將其打印到控制臺。

　　總結：

　　獲取服務器時間是軟件工程師必備的技能之一。本文從網絡時間協議、socket編程、系統調用和C語言庫四個方面介紹了C語言獲取服務器時間的實現方法與案例。我們可以使用NTP協議從指定的NTP服務器獲取當前時間、使用socket系統調用獲取服務器時間戳、使用系統調用和C語言庫函數獲取當前時間戳和日期時間。

　　總之，掌握這些技能可以幫助我們更好的編寫程序和處理數據，從而提高我們的工作效率和質量。

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