Co to jest czas epoki Uniksa? Przewodnik programisty po znacznikach czasu

Jeśli kiedykolwiek przeglądałeś bazę danych lub pracowałeś z nowoczesnym interfejsem API, prawdopodobnie widziałeś zwracane daty nie jako „12 października 2026 r.”, ale jako ogromny, zastraszający ciąg liczb, taki jak 1791800000. To jest znacznik czasu Uniksa i stanowi uniwersalny szkielet pomiaru czasu w informatyce.

Obsługa dat i godzin w programowaniu jest niezwykle trudna. Strefy czasowe się zmieniają, czas letni zaczyna się i kończy w nieprzewidywalny sposób, a lata przestępne wprowadzają dodatkowe dni. Aby rozwiązać tę chaotyczną rzeczywistość, inżynierowie, którzy zbudowali system operacyjny Unix, postanowili wymyślić własną absolutną oś czasu.

Pochodzenie: 1 stycznia 1970 r

Unixowy znacznik czasu to po prostu liczba sekund, które upłynęły od 1 stycznia 1970 r. o godzinie 00:00:00 UTC. Ten dokładny moment w historii znany jest jako „epoka Uniksa”.

Dlaczego 1970? Ponieważ na początku lat 70. przechowywanie było niewiarygodnie drogie. Przechowywanie daty w postaci ciągu czytelnego dla człowieka, np. „1970-01-01 00:00:00”, zajmuje prawie 20 bajtów pamięci. Zapisanie go jako pojedynczej 32-bitowej liczby całkowitej zajęło tylko 4 bajty. Przyjmując punkt wyjścia w pobliżu czasu wynalezienia Uniksa, zmaksymalizowali ilość przyszłego czasu, jaki mogli przechowywać w tych 4 bajtach.

Dlaczego programiści uwielbiają znaczniki czasu Uniksa

Głównym powodem, dla którego czas uniksowy jest powszechnie stosowany w interfejsach API, bazach danych i mikrousługach, jest to, że nie ma on strefy czasowej. Reprezentuje pojedynczy, absolutny moment w czasie na całym świecie.

Jeśli zapiszesz wydarzenie w bazie danych przy użyciu czasu lokalnego serwera („15:00 EST”), a później przeniesiesz serwer do Londynu, wszystkie Twoje obliczenia zostaną załamane. Jeśli jednak zdarzenie ma miejsce o sygnaturze czasowej 1700000000, liczba ta jest identyczna niezależnie od tego, czy użytkownik wysyłający zapytanie znajduje się w Tokio, Nowym Jorku czy Paryżu. Aplikacja frontendowa po prostu pobiera tę liczbę całkowitą i matematycznie konwertuje ją na lokalną strefę czasową użytkownika na jego ekranie.

Sekundy a milisekundy (reguła 10 i 13 cyfr)

Jednym z najczęstszych błędów w tworzeniu stron internetowych jest przekazywanie znacznika czasu do funkcji i pobieranie daty w roku 1970 lub 52 000. Dzieje się tak z powodu pomieszania sekund i milisekund.

• Standardowy czas uniksowy (sekundy): 10-cyfrowa liczba (np. 1700000000). Jest to standard w systemie Linux, PHP i większości baz danych typu backend, takich jak MySQL.
• Czas JavaScript (milisekundy): 13-cyfrowa liczba (np. 1700000000000). Funkcja Date.now() JavaScript uwzględnia milisekundy, co zapewnia większą precyzję.

Jeśli wprowadzisz do JavaScript 10-cyfrowy znacznik czasu backendu bez mnożenia go przez 1000, JavaScript założy, że mówisz o pierwszych dniach stycznia 1970 roku.

// Correctly handling a Unix timestamp in JavaScript
const backendTimestamp = 1700000000;
const dateObject = new Date(backendTimestamp * 1000);

console.log(dateObject.toLocaleDateString()); // Converts to local user timezone

Problem roku 2038 (Y2K38)

Czas uniksowy ma zbliżający się termin. Ponieważ pierwotnie była przechowywana jako 32-bitowa liczba całkowita ze znakiem, maksymalna liczba, jaką może pomieścić, to 2 147 483 647.

19 stycznia 2038 r. o godzinie 03:14:07 UTC zegar uniksowy osiągnie tę maksymalną wartość. Sekundę później liczba całkowita zostanie przepełniona i zmieni się na liczbę ujemną. Starsze systemy, które nie zostały zaktualizowane do architektury 64-bitowej, nagle uznają, że jest rok 1901, co powoduje katastrofalne awarie oprogramowania na całym świecie.

Na szczęście prawie cały nowoczesny sprzęt, bazy danych i języki programowania (takie jak 64-bitowe jądra Linuksa i nowoczesny Node.js) przeszły już na czas 64-bitowy, wypychając kolejny nadmiar o miliardy lat w przyszłość.

Często zadawane pytania (FAQ)