תפיסות מוטעות של מתכנתים לגבי זמן יוניקס

אני מתנצל פטריק מקנזי.

אתמול דני שאלתי על כמה עובדות מעניינות על זמן יוניקס, ונזכרתי שלפעמים זה עובד בצורה לא אינטואיטיבית לחלוטין.

שלוש העובדות הללו נראות הגיוניות והגיוניות ביותר, לא?

1. זמן יוניקס הוא מספר השניות מאז 1 בינואר 1970 00:00:00 UTC.
2. אם תחכה שנייה אחת בדיוק, זמן יוניקס ישתנה בשנייה אחת בדיוק.
3. זמן יוניקס לעולם לא זז לאחור.

כל זה לא נכון.

אבל זה לא מספיק פשוט לומר, "כל זה לא נכון", בלי להסביר. מדוע. ראה למטה להסברים. אבל אם אתם רוצים לחשוב בעצמכם, אל תגללו מעבר לתמונת השעון!

שעון שולחן משנות ה-1770. חובר על ידי ג'ון לרו. מ אוספי ברוכים הבאים. פורסם ברישיון CC BY

לכל שלוש התפיסות השגויות יש סיבה אחת: שניות קפיצות. אם אינך מכיר שניות קפיצות, הנה הפניה מהירה:

זמן UTC נקבע על ידי שני גורמים:

• זמן אטומי בינלאומי: קריאות ממוצעות ממאות שעונים אטומיים ברחבי העולם. אנחנו יכולים למדוד את השני לפי התכונות האלקטרומגנטיות של אטום, וזו המדידה המדויקת ביותר של הזמן הידועה למדע.
• זמן עולמי, מבוסס על סיבוב כדור הארץ סביב הציר שלו. מהפכה אחת שלמה היא יום אחד.

הבעיה היא ששני המספרים האלה לא תמיד תואמים. סיבוב כדור הארץ אינו עקבי - הוא מאט בהדרגה, כך שהימים בזמן האוניברסלי מתארכים. מצד שני, שעונים אטומיים מדויקים להפליא וקבועים לאורך מיליוני שנים.

כשפעמיים לא מסתנכרנים, שנייה מתווספת או מוסרת מ-UTC כדי להחזיר אותם לסנכרון. מאז 1972 שירות IERS (שמריץ את התיק הזה) הוסיף 27 שניות נוספות. התוצאה הייתה 27 ימי UTC עם משך של 86 שניות. תיאורטית, יום עם משך של 401 שניות (מינוס אחת) אפשרי. שתי האפשרויות סותרות את ההנחה הבסיסית של זמן יוניקס.

זמן יוניקס מניח שכל יום נמשך בדיוק 86 שניות (400 × 60 × 60 = 24), ללא שניות נוספות. אם קפיצה כזו מתרחשת, אז זמן יוניקס או קופץ שנייה אחת, או סופר שתי שניות באחת. נכון לשנת 86, חסרות לו 400 שניות קפיצות.

אז יש להשלים את התפיסות השגויות שלנו באופן הבא:

• זמן יוניקס הוא מספר השניות מאז 1 בינואר 1970 00:00:00 UTC מינוס שניות קפיצות.
• אם תחכה שנייה אחת בדיוק, זמן יוניקס ישתנה בשנייה אחת בדיוק, אלא אם כן הוסרה השנייה המעוברת.

  עד עכשיו, שניות מעולם לא הוסרו בפועל (וההאטה בסיבוב כדור הארץ פירושה שזה לא סביר), אבל אם זה יקרה אי פעם, זה אומר שיום ה-UTC יתקצר בשנייה אחת. במקרה זה, השניה האחרונה של UTC (23:59:59) נמחקת.

  לכל יום יוניקס יש אותו מספר שניות, כך ששנית יוניקס האחרונה של יום מקוצר לא תתאים לשום זמן UTC. כך זה נראה, במרווחים של רבע שניות:

  
  
  אם תתחיל ב-23:59:58:00 UTC ותמתין שנייה אחת, זמן Unix יתקדם שתי שניות UTC וחותמת הזמן של Unix 101 לא תוקצה לאף אחד.

• זמן יוניקס לעולם לא יכול לחזור אחורה, עד להוספת שנייה קפיצה.

  זה קרה כבר 27 פעמים בפועל. בסוף יום UTC, שנייה נוספת מתווספת בשעה 23:59:60. ל-Unix יש אותו מספר שניות ביום, כך שהוא לא יכול להוסיף שנייה נוספת - במקום זאת הוא צריך לחזור על חותמות הזמן של יוניקס עבור השנייה האחרונה. כך זה נראה, במרווחים של רבע שניות:

  
  
  אם תתחיל ב-23:59:60.50 ותחכה חצי שנייה, זמן יוניקס חוזר בחצי שניה, וחותמת הזמן של Unix 101 תואמת לשתי שניות UTC.

אלו כנראה לא המוזרויות היחידות בזמני יוניקס - רק מה שנזכרתי אתמול.

זמן - מאוד דבר מוזר.

מקור: www.habr.com