# 时间

如何计算系统时间？
- Linux 主机每次开机时，会从 BIOS 读取硬件时钟，然后根据它设置系统时间。
- BIOS 附带了一个实时时钟（Real-Time Clock ，RTC）芯片，由独立电池供电，即使主机关机也会累计硬件时钟（hardware clock）。
- 主机运行时，会根据 CPU tick 定时器来累计系统时间，因此与 RTC 时间可能存在误差。
  - RTC 时间默认采用 UTC 时区，而系统时间默认采用本地时区。
- 硬件时钟不一定准确。主机可以通过 NTP 等网络协议，自动获取最新的 UTC 时间。
如何决定本地时区？
- Linux 系统会读取文件 /etc/localtime ，决定本地时区是哪个时区，然后计算出系统时间。
  - 例如执行命令 timedatectl set-timezone Asia/Shanghai ，相当于执行 ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime 。
- 一般软件的时间，会跟随系统时间，但也可采用不同的时区。例如：
  - 设置了环境变量 TZ 时，date 命令会根据它决定自己的时区。例如：
```
TZ="America/Los_Angeles" date
```
  - JVM 会读取文件 /etc/timezone ，决定自己的时区。

# cal

$ cal           # 查看本月的日历
      -y        # 查看今年的日历
      2000      # 查看指定年份的日历
      1 2000    # 查看指定月份的日历

# clock

$ clock         # 显示硬件时钟
        -s      # 根据当前的硬件时钟，设置系统时间
        -w      # 根据当前的系统时间，设置硬件时钟

例：

[root@CentOS ~]# clock
Fri 06 Dec 2019 08:50:14 AM CST  -0.606412 seconds

-0.606412 seconds 表示硬件时钟比系统时间慢了 0.6 秒多。

# date

$ date [OPTION]... [+FORMAT]
      -d now                  # --date ，获取系统时间，默认为 now
      -u                      # --utc ，转换成 UTC 时区
      -s "20001201 12:00:00"  # --set ，根据字符串设置系统时间

      +"%Y-%m-%d %H:%M:%S %N" # 显示成指定格式，这里是年、月、日、时、分、秒、纳秒
      +%s                     # 显示成 Unix 时间戳

例：

[root@CentOS ~]# date
Fri Dec  6 08:50:14 CST 2019
[root@CentOS ~]# date -d '-3 day' +%Y-%m-%d
2019-12-03

修改系统时间可能导致正在运行的进程出错。

# timedatectl

$ timedatectl                             # 显示关于时间的配置信息
            set-time "20001201 12:00:00"  # 设置系统时间，并自动更新硬件时钟
            set-ntp true                  # 是否启用 NTP 服务，比如 ntpd 或 chronyd
            list-timezones                # 显示所有可用的时区
            set-timezone Asia/Shanghai    # 设置本地时区

例：

[root@CentOS ~]# timedatectl
      Local time: Fri 2021-01-12 10:34:35 CST   # 系统时间
  Universal time: Fri 2021-01-12 02:34:35 UTC   # UTC 时间
        RTC time: Fri 2021-01-12 02:34:34       # RTC 时间
      Time zone: Asia/Shanghai (CST, +0800)     # 本地时区
    NTP enabled: yes                            # 是否启用 NTP 服务
NTP synchronized: yes                           # 是否已完成 NTP 同步
RTC in local TZ: no                             # RTC 时间是否采用本地时区
      DST active: n/a                           # 是否启用夏令时

# ntp

：一个工具，实现了网络时间协议（Network Time Protocol ，NTP）。

采用 C/S 架构，提供了两个命令：
- ntpd ：作为服务器保持运行，默认监听 UDP 123 端口。自动从互联网标准 NTP 服务器同步时间，也可提供时间校准服务给其它 NTP 客户端。
- ntpdate ：作为客户端，用于从 NTP 服务器同步时间。
安装：
```
yum install ntp
```

运行 ntpd ：

systemctl start  ntpd
systemctl enable ntpd
# firewall-cmd --add-service=ntp    # 开通防火墙端口，允许被外部的 NTP 客户端访问

运行 ntpdate ：

ntpdate pool.ntp.org    # 从指定的 NTP 服务器同步时间

为了自动同步本机时间，可以保持运行 ntpd 进程，也可以添加一个 crontab 任务去定时执行 ntpdate ：
```
* 0 * * *   /sbin/ntpdate pool.ntp.org &>> /var/log/cron
@reboot     /sbin/ntpdate pool.ntp.org &>> /var/log/cron
```

配置文件位于 /etc/ntp.conf ，内容示例：

restrict default nomodify notrap nopeer noquery     # 禁止客户端的一些权限
restrict 127.0.0.1                                  # 允许被该 IP 的客户端连接，且不禁止权限
restrict ::1

server 0.centos.pool.ntp.org     # 添加其它 ntp 服务器，同步其时间，如果同步失败则尝试下一个
server 1.centos.pool.ntp.org
server 2.centos.pool.ntp.org
server 3.centos.pool.ntp.org

minpoll 6       # 与服务器同步时间的最小轮询间隔，单位为 2 秒的幂级数，默认为 2^6 秒
maxpoll 10      # 最大轮询间隔，默认为 2^10 秒

restrict 规则用于禁止客户端的权限，分为以下几种：

nomodify  # 禁止修改服务器的时间
notrap    # 禁止 trap 远程登录
nopeer    # 禁止对等连接
noquery   # 禁止查询服务器的时间
notrust   # 禁止未经认证的客户端连接
ignore    # 禁止连接

# chrony

：一个与 ntp 类似的工具，但误差更小。

在 CentOS 7 中，chrony 已取代 ntp ，默认安装。
采用 C/S 架构，提供了两个命令：
- chronyd ：作为服务器保持运行，默认监听 UDP 323 端口。
- chronyc ：作为客户端，用于与 chronyd 交互。
安装：
```
yum install chrony
```

运行 chronyd ：

systemctl start  chronyd
systemctl enable chronyd

运行 chronyc ：

chronyc
      sources       # 列出当前采用的 NTP 服务器
      tracking      # 显示时间同步的状态

配置文件位于 /etc/chrony.conf 。