Linux硬件时钟与系统时钟

操作系统的时间（时钟）由以下4个部分决定：

• 时间数值
• 时间标准（本地时间/UTC/其他）
• 时区
• 夏令时（DST，Daylight Saving Time，部分适用，中国已经废止）

操作系统有两个时钟，分别是硬件时钟和系统时钟，大多数操作系统的时钟管理方式如下：

• 启动时根据硬件时钟设置系统时钟
• 维护准确的系统时钟
• 关机时根据系统时钟设置硬件时钟

硬件时钟

硬件时钟，又称实时时钟（Real Time Clock，RTC）或CMOS时钟，是独立的硬件设备（电池、电容元件等），保存的时间包括年、月、日、时、分、秒。2016年之后的UEFI固件还能保存时区和是否使用夏令时。

操作硬件时钟的工具是hwclock，用于查询、设置硬件时钟等。

读取硬件时钟：

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# hwclock --show

使用系统时钟设置硬件时钟：

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# hwclock --systohc

更新硬件时钟后，/etc/adjtime随之更新。

系统时钟

系统时钟，又称软件时钟，是Linux内核的一部分，包括时间、时区、夏令时（如果适用）。

系统启动时，系统时钟的初始值根据硬件时钟设定（依赖于/etc/adjtime）；

系统启动后，Linux内核利用定时器中断维护系统时钟 ，与硬件时钟无关。

操作系统时钟的工具是timedatectl，用于查询/设置时间、设置时区、设置时间同步等。

查询时钟，其中包括本地时间、UTC时间、RTC时间、时区、系统时钟同步状态、NTP服务状态、RTC是否使用本地时间：

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# timedatectl
               Local time: Tue 2020-06-02 18:08:06 CST
           Universal time: Tue 2020-06-02 10:08:06 UTC
                 RTC time: Tue 2020-06-02 10:08:06    
                Time zone: Asia/Shanghai (CST, +0800) 
System clock synchronized: yes                        
              NTP service: active                     
          RTC in local TZ: no 

设置时钟，时间格式是yyyy-MM-dd hh:mm:ss：

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# timedatectl set-time "2020-06-02 17:30:00"
# timedatectl
               Local time: Tue 2020-06-02 17:30:05 CST
           Universal time: Tue 2020-06-02 09:30:05 UTC
                 RTC time: Tue 2020-06-02 09:30:05    
                Time zone: Asia/Shanghai (CST, +0800) 
System clock synchronized: no                         
              NTP service: inactive                   
          RTC in local TZ: no  

时间字符串为本地时间，执行命令后，本地时间、UTC时间、RTC时间会同时更新。

开启时间同步：

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# timedatectl set-ntp 1

时间同步

可以使用ntpd -qg命令同步时间。

另外，Linux系统自带ntpd.service，可以使用systemctl start ntpd命令启动NTP服务。

需要注意的是，ntpd命令或服务仅更新本地时间和UTC时间，不更新RTC时间。 可以设置一个过去的时间，然后执行ntpd命令校准时间，再执行timedatectl命令查询验证。

不过这并不是什么大问题，因为关机时操作系统会根据系统时钟重设硬件时钟，下次启动时，二者恢复一致。

时间标准

两种时间标准：

• 本地时间（时区相关）
• UTC时间（时区无关）

硬件时钟所采用的时间标准是由操作系统决定的，默认情况下，Windows使用本地时间，macOS使用UTC时间，类Unix系统则各有不同。

使用UTC时间标准的操作系统通常把硬件时钟视为UTC，然后在启动时根据时区进行调整设置系统时间。

如果一台机器上安装了多个操作系统，它们都使用硬件时钟设置系统时间，建议采用统一的UTC时间标准，避免切换系统时发生时间错乱。

参考文档

• https://wiki.archlinux.org/index.php/System_time