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从boost库到时间戳

news 来源：原创 2024/9/29 11:31:56

一、以问题引入
授权证书一般有到期时间的说法，公司测试同事在测试更新后的证书时，将系统时间调到了2050年，重启服务后发现各个进程的cpu占用率特别高；结合日志分析，发现这些进程都在不停的刷heartbeat()的日志，也就是在频繁的进行心跳。

信息1：查看代码可知心跳间隔在配置文件中设置的是30秒
信息2：公司使用的mysql服务业在频繁重启，查看日志发现 This MySQL server doesn’t support dates later then 2038
信息3: 将系统时间调到2037年，发现mysql无问题，进程cpu占用率也下来了。

二、确定问题点或问题方向

#include <boost/date_time.hpp>						//boost的date_time模块的头文件
#include <boost/thread.hpp>
#include <iostream>int main(){while(1){auto sec = boost::posix_time::seconds(30); //心跳间隔30秒boost::this_thread::sleep(sec);std::cout<<"=== "<<sec<<std::endl;	       //使用cout代替心跳通信逻辑}return 0;
}

简化heartbeat()函数逻辑，分别在2037 2038 2050年测试，发现代码内采用的boost库计时功能在2038 2050年不准确（终端频繁打印输出）。
加上其他同事提示int32位存储时间戳会存在溢出的情况，就逐步确定问题是2038年时间戳的方向了

其他辅助：
相同测试代码在 boost-1.58 boost-1.71环境下对比，高版本始终无问题，低版本在2038年有问题，所以细分方向是boost-1.58版本的date_time模块在时间戳方便存在缺陷

三、boost低版本date_time模块在时间戳方面缺陷的解决方法
修改boost/date_time/time_resolution_traits.hpp 文件中类模板time_resolution_traits的默认模板参数类型
typename var_type = boost::int32_t 替换为 boost::int64_t即可

对比boost-1.71版本内的该文件，可知1.67版本开始，官方已经开始采用int64_t类型来存储时间戳了

四、gdb定位流程(可选择性阅读)
图1

图 2
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图3

图4
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图5
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图6
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图7
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图8
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图9
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图10
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图11
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注：实际调试过程可能并没有这么精简

boost::this_thread 这个命名空间在哪个头文件定义的？
boost::this_thread::sleep()对应的头文件我找到了，但是函数重载了，会走到哪个函数呢？应该给哪个加断点呢？

五、复测
尝试将上述图11定位到的代码修改为int64_t, 再次测试，可以发现在2038年 2050年不会再存在问题

六、2038年时间戳的大致梳理

int32_t 本质是 int 类型，即32位有符号整数，取值范围 $2^{31}$ 到 $2^{31}-1$ ，即 $- 2147483648$ 到 $2147483647$
使用python脚本输出 2038年1月19日03:14:07 UTC 对应的时间戳，结果是 2147483647

from datetime import datetime, timezone  
import time  # 设置目标日期和时间（UTC）  
target_date_time = datetime(2038, 1, 19, 3, 14, 7, tzinfo=timezone.utc)  # 将datetime对象转换为时间戳（秒）  
timestamp = int(target_date_time.timestamp())  # 打印时间戳  
print(timestamp)

使用gdb对时间戳进行尝试

(gdb) set $aa=2147483647    # 赋值32位有符号整型数的最大值给aa，对应的是 2038年1月19日03:14:07 UTC
(gdb) ptype $aa             # 打印aa的类型，结果是int
type = int
(gdb) p $aa                 # 打印aa的值
$8 = 2147483647
(gdb) set $aa=$aa+1         # aa+1，对应的是 2038年1月19日03:14:08 UTC
(gdb) ptype $aa             # 可以看到aa的类型不变
type = int
(gdb) p $aa                 # 超出了int类型的最大值，溢出了，直接变为int类型的最小值
$9 = -2147483648
(gdb)

如果时间戳采用64位整型数表示，情况会怎么样？
先明确64位有符号整型数的取值范围 $2^{63}$ 到 $2^{63}-1$ ，即 $9223372036854775808$ 到 $9223372036854775807$

(gdb) set $bb=9223372036854775807    # 赋值64位有符号整型数的最大值给bb
(gdb) ptype $bb                      # 打印bb的类型，输出是long long
type = long long
(gdb) p $bb
$10 = 9223372036854775807
(gdb) p $bb/(12*30*24*60*60)         # 使用64位可以表示2965亿年的时间戳
$11 = 296533308798
(gdb)