【总结】linux系统时间和硬件时钟问题
时间:2013-10-29 07:10:41 作者:vaster 标签: Linux 时区 时间 分类: Linux
一、弄清几个概念：
1. “系统时间”与“硬件时间”
系统时间: 一般说来就是我们执行 date 命令看到的时间，linux系统下所有的时间调用（除了直接访问硬件时间的命令）都是使用的这个时间。该时间为Linux 内核的时钟系统所维护，并且被定时中断程序所驱动，该时间仅当Linux 系统运行过程中有意义。该系统时间表示为以UTC（通用协调时间，Universal Time Coordinated） 计算，自1970 年1 月1 日0时0 分0 秒起至当前时刻所经过的秒数（该数字不是整数，以小数方式表示精度）。
硬件时钟系统：该时钟系统的运行独立于任何系统控制程序，在CPU 内部运行，既使系统断电，该时钟系统仍然保持运行。硬件时钟系统由主板电池供电来维持运行，系统开机时要读取这个时间。此时钟系统常常被称为实时时钟系统（RTC）、 BIOS 时钟系统或CMOS 时钟系统。
2. “UTC时间”与“本地时间”
UTC时间：Coordinated Universal 8 e2 i( H7 t0 ^/ ^Time 世界协调时间（又称世界标准时间、世界统一时间），在一般精度要求下，它与GMT（Greenwich Mean Time，格林威治标准时间）是一样的，其实也就是说 GMT≈UTC，但 UTC 是以原子钟校准的，更精确。
本地时间：由于处在不同的时区，本地时间一般与UTC是不同的，换算方法就是：本地时间 = UTC + 时区 或 UTC = 本地时间 - 时区
时区东为正，西为负，例如在中国，本地时间都使用北京时间，在linux上显示就是 CST（China Standard Time，中国标准时，注意美国的中部标准时Central Standard Time也缩写为CST，与这里的CST不是一回事！），时区为东八区，也就是 +8 区，所以 CST=UTC+(+8小时) 或 UTC=CST-(+8小时)。
UTC=false —> 硬件时钟是否为 UTC 或者说 GMT 时钟
把硬件时钟设置为 UTC 的好处就是他能自动设置夏时制，缺点是，在安装有多重操作系统启动的机器上，在另外的操作 系统上时钟会错误。
二、linux与windows双系统间的时间同步
系统启动和关闭时，硬件时间与系统时间之间的同步有两种方式(假设在中国，用CST代表本地时间)：
方式A: 使用UTC（对linux就是 /etc/sysconfig/clock 中 UTC=true）
开机: BIOS------->UTC（将BIOS中的时间看成是UTC）------(时区变化)----->CST
关机: CST -------(时区变化)----->UTC-------存储到------>BIOS
方式B: 不使用UTC（对linux就是 /etc/sysconfig/clock 中 UTC=false）
开机: BIOS--------------------->CST（将BIOS中的时间看成是CST）
关机: CST ---------存储到------>BIOS
通过设定 /etc/sysconfig/clock，linux可以支持这两种方式，然而windows只支持方式B（至少是默认支持B，而我不知道怎么能让它支 持A），那么在双系统情况下，如果linux设成A方式，那么在linux与windows系统切换时一定会造成时间混乱的，解决办法就是将linux中 的UTC禁用，也设成B方式就可以了。
注：可以通过 hwclock --hctosys 来利用硬件时间来设置系统时间（注意不是简单的复制BIOS中的时间为系统时间，要看是否使用UTC，如果使用的话则要做时区换算），通过 hwclock --systohc 来根据系统时间设置硬件时间（也要看是否启用UTC来决定是否做时区换算）。
总 之，不论使用 --systohc 还是 --hctosys，同步后直接运行不带参数的 hwclock 得到的时间与直接运行 date 得到的时间应该一致，这个时间是否就是BIOS中的时间（hwclock --localtime)那就不一定了，如果启用了UTC就不是，没启用UTC就是。
而且还要注意：在系统中手动使用 hwclock hwclock --set --date='yyyy-mm-dd' 来设置BIOS时间只在系统运行时有效，因为当系统关闭时，还会按设定好的方式根据系统时间来重设BIOS时间的，于是手动的设置便被覆盖掉了。
三、一些理解和总结
1）/etc/sysconfig/clock
只对 hwclock 命令有效，且只在系统启动和关闭的时候才有用（修改了其中的 UTC=true 到 UTC=false 的前后，执行 hwclock --systohc –localtime或重启系统后才生效）；#待考察？
在 /etc/sysconfig/clock 中 UTC=false 时，date、hwclock、hwclcok --localtime 输出的时间应该都一致，且此时 hwclock --utc是没有意义的；
在 /etc/sysconfig/clock 中 UTC=ture 时，date、hwclock 的输出是一致的，hwclock --localtime 的输出则是UTC时间；
注：如果设置 UTC=false 并重启系统后,执行一些命令结果如下：
# date
2009年 12月 07日 星期一 19:26:29 CST
# date -u
2009年 12月 07日 星期一 11:26:29 UTC# hwclock # hwclock
2009年12月07日 星期一 19时26分30秒 -0.442668 seconds# hwclock –utc # hwclock –utc
2009年12月08日 星期二 03时26分31秒 -0.999091 seconds# hwclock --localtime # hwclock --localtime
2009年12月07日 星期一 19时26分32秒 -0.999217 seconds
可见，如果不使用UTC，BIOS时间就是系统本地时间，而且注意这时执行 hwclock --utc 得到的结果没有任何意义，因为这里我们已经禁用了UTC，而且也明显不符合“本地时间=UTC+时区”的关系。
2）/etc/rc.d/rc.sysinit
run once at boot time，其中有从硬件时钟同步时间到系统时间的操作；
3）/etc/localtime
这个文件用来设置系统的时区，将 /usr/share/zoneinfo/ 中相应文件拷贝到/etc下并重命名为 localtime 即可修改时区设置，而且这种修改对 date 命令是即时生效的。不论是 date 还是 hwclock 都会用到这个文件，会根据这个文件的时区设置来进行UTC和本地之间之间的换算。
4）输出不带时区的时间
设置export LANG=C ，然后再运行 hwclock 就没有什么CST了，免得时区误导你；
5）hwclock命令
直接调用 /sbin/hwclock 显示的时间就是 BIOS 中的时间吗？未必！这要看 /etc/sysconfig/clock 中是否启用了UTC，如果启用了UTC（UTC=true），显示的其实是经过时区换算的时间而不是BIOS中真正的时间，如果加上 --localtime 选项，则得到的总是 BIOS 中实际的时间.
hwclock --localtime
这个输出的结果才是硬件时钟真正的时间。如果输出结果带时区（比如CST），还要看/etc/sysconfig/clock里的UTC参数，如果 UTC=false，那时区有意义；如果 UTC=true，那时区没意义，实际上是UTC时间。
hwclock --utc 很闹腾，还是别看了，你会晕的。。。
系统关闭时会同步系统时间到硬件时钟，系统启动时会从硬件时钟读取时间更新到系统，这2个步骤都要根据 /etc/sysconfig/clock 文件中UTC的参数来设置时区转换。
为了保持系统时间与CMOS时间的一致性，Linux每隔一段时间会将系统时间写入CMOS。由于该同步是每隔一段时间进行的，在执行完 date -s 命令后，如果马上重起系统，修改的时间就有可能没有被写入CMOS。如果要确保修改生效，最好再使用 clock -w 这个命令将系统时间强行写入CMOS。【关于隔一段时间会将系统时间写入硬件的问题，经过测试，好像没有自动写入，准确性待考察】
6）实际案例分析：修改了 /etc/sysconfig/clock 中UTC参数但系统未正常关闭的情况
修改 /etc/sysconfig/clock 文件后，如果系统内核突然崩溃，然后直接按电源重启，则系统没有进行 系统时间到硬件时钟的 同步；但是 系统启动时，又根据 /etc/sysconfig/clock 中UTC的参数，来同步硬件时钟到系统，这时就会出现时间问题：
0）假设系统的时区为CST（UTC+8）；
1）假设原 /etc/sysconfig/clock 中 UTC=true，修改成 UTC=false；
2）如果此时系统未正常关机，系统时间未按参数 UTC=false 同步时间到硬件时钟（没有+8小时）；
3）但系统被按电源重启后，系统读取到UTC=false，认为硬件时钟为CST时间，直接用于系统时间；
4）那么此时，系统时间将少了8小时。