Блог

Со временем Unix легко работать, но некоторые временные метки не являются реальными временами, а некоторые временные метки не являются уникальными временами.

То есть, есть несколько повторяющихся временных меток, представляющих две разные секунды по времени, потому что во времени unix шестидесятая секунда может повторяться (поскольку не может быть шестьдесят первой секунды). Теоретически, они также могут быть пробелами в будущем, потому что шестидесятая секунда не должна существовать, хотя до сих пор не было выпущено никаких пропусков високосных секунд.

Обоснование времени unix: оно определено так, чтобы с ним было легко работать. Добавить поддержку високосных секунд в стандартные библиотеки очень сложно. Например, вы хотите представить 1 января 2050 года в базе данных. Никто на земле не знает, сколько секунд отделяет эту дату от UTC! Дата не может быть сохранена как временная метка UTC, потому что IAU не знает, сколько високосных секунд нам придется добавить в ближайшие десятилетия (они так же хороши, как случайные). Итак, как программист может выполнять арифметику даты, когда промежуток времени, который пройдет между любыми двумя датами в будущем, неизвестен до года или двух раньше? Время Unix просто: мы уже знаем временную метку 1 января 2050 года (а именно, 80 лет * # секунд в году). С UTC чрезвычайно сложно работать круглый год, тогда как со временем unix сложно работать только в момент наступления високосной секунды.

Как бы то ни было, я никогда не встречал программиста, который согласен с високосными секундами. Их явно следует отменить.

Здесь и в других местах много обсуждается високосные секунды, но это не сложный вопрос, потому что он не имеет ничего общего с UTC, или GMT, или UT1, или TAI, или любым другим стандартом времени. Время POSIX (Unix) по определению определяется стандартом IEEE Std 1003.1 «POSIX», доступным здесь .

Стандарт однозначен: время POSIX не включает високосные секунды.

Всемирное координированное время (UTC) включает високосные секунды. Однако во времени POSIX (секунды с начала эпохи) високосные секунды игнорируются (не применяются), чтобы обеспечить простой и совместимый метод вычисления разницы во времени. Следовательно, разбитое время POSIX не обязательно является UTC, несмотря на его внешний вид.

Стандарт подробно описывает, недвусмысленно заявляя, что время POSIX не включает високосные секунды, в частности:

Практически невозможно установить, что соответствующая реализация должна иметь фиксированную связь с какими-либо конкретными официальными часами (рассмотрим изолированные системы или системы, выполняющие «повторы», устанавливая часы на некоторое произвольное время).

Поскольку високосные секунды определяются комитетом, включение високосных секунд во время POSIX — это не просто «плохая идея», это невозможно, учитывая, что стандарт допускает соответствующие реализации, которые не имеют доступа к сети.

В другом месте в этом вопросе @Pacerier сказал, что время POSIX включает високосные секунды и что каждое время POSIX может соответствовать более чем одному времени UTC. Хотя это, безусловно, одна из возможных интерпретаций метки времени POSIX, это ни в коем случае не указано стандартом. Его аргументы в значительной степени сводятся к ласкательным словам, которые не применимы к стандарту, который определяет время POSIX.

Теперь все усложняется. Как указано в стандарте, время POSIX может не соответствовать времени UTC:

Следовательно, разбитое время POSIX не обязательно является UTC, несмотря на его внешний вид.

Однако на практике это так. Чтобы понять проблему, вы должны понимать стандарты времени. GMT и UT1 основаны на астрономическом положении Земли во Вселенной. TAI основан на фактическом количестве времени, которое проходит во вселенной, измеряемом физическими (атомными) реакциями. В TAI каждая секунда является «секундой СИ», и все они имеют одинаковую длину. В UTC каждая секунда равна секунде СИ, но високосные секунды добавляются по мере необходимости, чтобы перенастроить часы обратно с точностью до 0,9 секунды по Гринвичу / UT1. Стандарты времени GMT и UT1 определяются эмпирическими измерениями положения и движения Земли во Вселенной, и эти эмпирические измерения никакими средствами (ни научной теорией, ни приближением) нельзя предсказать. Таким образом, високосные секунды также непредсказуемы.

Теперь стандарт POSIX также указывает, что намерение состоит в том, чтобы все временные метки POSIX были совместимыми (означают одно и то же) в разных реализациях. Одно из решений состоит в том, чтобы все согласились с тем, что каждая секунда POSIX равна одной секунде SI, и в этом случае время POSIX эквивалентно TAI (с указанной эпохой), и никому не нужно ни с кем связываться, кроме своих атомных часов. Однако мы этого не сделали, вероятно, потому, что хотели, чтобы временные метки POSIX были временными метками UTC.

Используя очевидную лазейку в стандарте POSIX, реализации намеренно замедляют или ускоряют секунды, чтобы время POSIX больше не использовало секунды SI, чтобы оставаться синхронизированным со временем UTC. Читая стандарт, становится ясно, что это было не то, что предполагалось, потому что это невозможно сделать с изолированными системами, которые поэтому не могут взаимодействовать с другими машинами (их временные метки без високосных секунд означают что-то другое для других машин с високосными секундами). Читать:

[…] важно, чтобы интерпретация названий времени и секунд, начиная со значений эпохи, была согласованной во всех соответствующих системах; то есть важно, чтобы все соответствующие системы интерпретировали «536457599 секунд с начала эпохи» как 59 секунд, 59 минут, 23 часа 31 декабря 1986 года, независимо от точностипредставление системы о текущем времени. Выражение задается для обеспечения согласованной интерпретации, а не для попытки указать календарь. […] Эта неопределенная секунда номинально равна секунде международной системы (SI) по продолжительности.

«Лазейка», допускающая такое поведение:

Обратите внимание, что как практическое следствие этого, длина секунды, измеряемая каким-либо внешним стандартом, не указана.

Таким образом, реализации злоупотребляют этой свободой, намеренно изменяя ее на что-то, что по определению не может быть совместимым между изолированными или не участвующими системами. В качестве альтернативы, реализация может просто повторять POSIX раз, как если бы время не прошло. Смотрите Этот ответ Unix StackExchange для получения подробной информации обо всех современных реализациях.

Фух, это сбивало с толку… Настоящая головоломка!

Поскольку оба других ответа содержат много вводящей в заблуждение информации, я добавлю это.

Томас прав, что количество секунд временных меток эпохи Unix в день фиксировано. Это означает, что в дни, когда есть високосная секунда, секунда непосредственно перед полуночью (61-я секунда минуты UTC до полуночи) присваивается та же временная метка, что и предыдущая секунда.

Эта временная метка «воспроизводится», если хотите. Таким образом, одна и та же временная метка unix будет использоваться для двух реальных секунд. Это также означает, что если вы получаете дробные эпохи unix, вся секунда будет повторяться.

X86399.0 , X86399.5 , X86400.0 , X86400.5 , X86400.0 , X86400.5 , тогда X86401.0 .

Таким образом, время unix не может однозначно представлять високосные секунды — временная метка високосной секунды также является временной меткой для предыдущей реальной секунды.