1. 系统信息

1.1 uname()

获取有关操作系统内核的名称和信息

#include <sys/utsname.h>
int uname(struct utsname *buf)
struct utsname {
  char sysname[]; /* 当前操作系统的名称 */
  char nodename[]; /* 网络上的名称（主机名） */
  char release[]; /* 操作系统内核版本 */
  char version[]; /* 操作系统发行版本 */
  char machine[]; /* 硬件架构类型 */
  #ifdef _GNU_SOURCE
    char domainname[];/* 当前域名 */
  #endif
};

1.2 sysinfo()

获取一些系统统计信息

#include <sys/sysinfo.h>
int sysinfo(struct sysinfo *info);
struct sysinfo {
   long uptime; /* 自系统启动之后所经过的时间（以秒为单位） */
   unsigned long loads[3]; /* 1, 5, and 15 minute load averages */
   unsigned long totalram; /* 总的可用内存大小 */
   unsigned long freeram; /* 还未被使用的内存大小 */
   unsigned long sharedram; /* Amount of shared memory */
   unsigned long bufferram; /* Memory used by buffers */
   unsigned long totalswap; /* Total swap space size */
   unsigned long freeswap; /* swap space still available */
   unsigned short procs; /* 系统当前进程数量 */
   unsigned long totalhigh; /* Total high memory size */
   unsigned long freehigh; /* Available high memory size */
   unsigned int mem_unit; /* 内存单元大小（以字节为单位） */
   char _f[20-2*sizeof(long)-sizeof(int)]; /* Padding to 64 bytes */
};

1.3 gethostname()

获取linux系统主机名

#include <unistd.h>
int gethostname(char *name, size_t len);

1.4 sysconf()

获取系统的一些配置信息，如页大小，主机名最大长度，进程可打开的最大文件数等等

#include <unistd.h>
long sysconf(int name);

_SC_ARG_MAX：exec 族函数的参数的最大长度。
_SC_CHILD_MAX：每个用户的最大并发进程数，也就是同一个用户可以同时运行的最大进程数。
_SC_HOST_NAME_MAX：主机名的最大长度。
_SC_LOGIN_NAME_MAX：登录名的最大长度。
_SC_CLK_TCK：每秒时钟滴答数，也就是系统节拍率。
_SC_OPEN_MAX：一个进程可以打开的最大文件数。
_SC_PAGESIZE：系统页大小（page size）。
_SC_TTY_NAME_MAX：终端设备名称的最大长度。

2. 系统时间

操作系统中一般会有两个时钟，一个系统时钟（system clock），一个实时时钟（Real time clock），也叫 RTC；系统时钟由系统启动之后由内核来维护，譬如使用 date 命令查看到的就是系统时钟，所以在系统

关机情况下是不存在的；而实时时钟一般由 RTC 时钟芯片提供，RTC 芯片有相应的电池为其供电，以保证系统在关机情况下 RTC 能够继续工作、继续计时

2.1 time()

获取当前时间，返回的是自1970-01-01 00:00:00 +0000(UTC) 以来的秒数，即时间戳

#include <time.h>
// 如果参数tloc不是NULL, 则返回值也会存在该指针指向的内存内
time_t time(time_t *tloc); // time_t 实际上就是long int

2.2 gettimeofday()

获取更加精确的当前时间，精确到微秒级别

#include <sys/time.h>
// 参数tz已经废弃，传NULL即可
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);
struct timeval {
  time_t      tv_sec;     /* seconds */
  suseconds_t tv_usec;    /* microseconds */
};

2.4 ctime()

将前面获取的时间转为字符串格式的时间

#include <time.h>
char *ctime(const time_t *timep);
char *ctime_r(const time_t *timep, char *buf); // 可重入版本，推荐使用该函数

2.5 localtime()

将time()获取的日历时间转换为一个struct tm结构体的时间

#include <time.h>
struct tm *localtime(const time_t *timep);
struct tm *localtime_r(const time_t *timep, struct tm *result); // 推荐使用
struct tm {
  int tm_sec; /* 秒(0-60) */
  int tm_min; /* 分(0-59) */
  int tm_hour; /* 时(0-23) */
  int tm_mday; /* 日(1-31) */
  int tm_mon; /* 月(0-11) */
  int tm_year; /* 年(这个值表示的是自 1900 年到现在经过的年数) */
  int tm_wday; /* 星期(0-6, 星期日 Sunday = 0、星期一=1…) */
  int tm_yday; /* 一年里的第几天(0-365, 1 Jan = 0) */
  int tm_isdst; /* 夏令时 */
};

2.6 gmtime()

与localtime()功能一样，唯一不同的是gmtime()得到的是UTC国际标准时间

#include <time.h>
struct tm *gmtime(const time_t *timep);
struct tm *gmtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);

2.7 mktime()

与localtime函数相反，该函数将struct tm结构体的时间转为time_t时间

#include <time.h>
time_t mktime(struct tm *tm);

2.8 asctime()

与ctime()的区别是，ctime转换的是time_t时间，二该函数转换的是struct tm结构体的函数

#include <time.h>
char *asctime(const struct tm *tm);
char *asctime_r(const struct tm *tm, char *buf);

2.9 strftime()

将struct tm时间格式化成自定义格式的字符串时间

#include <time.h>
size_t strftime(char *s, size_t max, const char *format, const struct tm *tm);

返回值：如果转换得到的目标字符串不超过最大字节数（也就是 max），则返回放置到 s 数组中的字节

数；如果超过了最大字节数，则返回 0。

说明符	表示含义	实例
%a	星期的缩写	Sun
%A	星期的完整名称	Sunday
%b	月份的缩写	Mar
%B	月份的完整名称	March

%c	系统当前语言环境对应的首选日期和时间表示形式
%C	世纪（年/100）	20
%d	十进制数表示一个月中的第几天（01-31）	15、05
%D	相当于％m/％d/％y	01/14/21

%e	与%d 相同，但是单个数字时，前导 0 会被去掉	15、5
%F	相当于%Y-%m-%d	2021-01-14
%h	相当于%b	Jan
%H	十进制数表示的 24 小时制的小时（范围 00-23）	01、22

%I	十进制数表示的 12 小时制的小时（范围 01-12）	01、11
%j	十进制数表示的一年中的某天（范围 001-366）	050、285
%k	与%H 相同，但是单个数字时，前导 0 会被去掉（范围 0-23）	1、22

%l	与%I 相同，但是单个数字时，前导 0 会被去掉（范围 1-12）	1、11
%m	十进制数表示的月份（范围 01-12）	01、10
%M	十进制数表示的分钟（范围 00-59）	01、55
%n	换行符

%p	根据给定的时间值，添加“AM”或“PM”	PM
%P	与%p 相同，但会使用小写字母表示	pm
%r	相当于%I:%M:%S %p 12:15:31	PM
%R	相当于%H:%M	12:16

%S	十进制数表示的秒数（范围 00-60）	05、30
%T	相当于%H:%M:%S	12:20:03
%u	十进制数表示的星期（范围 1-7，星期一为 1）	1、5

%U	十进制数表示，当前年份的第几个星期（范围 00-53），从第一个星期日作为 01 周的第一天开始
%W	十进制数表示，当前年份的第几个星期（范围 00-53），从第一个星期一作为第 01 周的第一天开始
%w	十进制数表示的星期，范围为 0-6，星期日为 0

%x	系统当前语言环境的首选日期表示形式，没有时间	01/14/21
%X	系统当前语言环境的首选时间表示形式，没有日期	12:30:16
%y	十进制数表示的年份（后两字数字）	21
%Y	十进制数表示的年份（4 个数字）	2021

输出%符号

2.10 settimeofday()

设置系统的本地时间(只有超级用户才具有该权限)

#include <sys/time.h>
// 参数tz已废弃，传入NULL即可
int settimeofday(const struct timeval *tv, const struct timezone *tz);

2.11 各个接口的关系图

2.12 times()

获取当前进程时间

#include <sys/times.h>
clock_t times(struct tms *buf); // 注意：buf参数的数据仅仅是CPU时间，是不包括休眠所占用的时间的，所以在进程中使用的sleep()函数不会计入
struct tms {
  clock_t tms_utime; /* user time, 当前进程使用的用户 CPU 时间, tms_utime 个系统节拍数 */
  clock_t tms_stime; /* system time, 当前进程的使用的系统 CPU 时间, tms_stime 个系统节拍数 */
  clock_t tms_cutime; /* user time of children, 已死掉子进程的 tms_utime + tms_cutime 时间总和 */
  clock_t tms_cstime; /* system time of children, 已死掉子进程的 tms_stime + tms_cstime 时间总和 */
};

返回值：返回值类型为 clock_t（实质是 long 类型），调用成功将返回时钟滴答数(系统节拍数)，将(节拍数 / 节拍率)便可得到秒数。返回值可能会超过 clock_t 所能表示的范围（溢出）；调用失败返回-1，并设置 errno。

节拍率通过函数sysconf(_SC_CLOCK_PER_SEC)获得）

2.13 clock()

返回进程使用的总CPU时间

注意: 返回值并不是系统节拍数，如果想要获得秒数，请除以 CLOCKS_PER_SEC（这是一个宏)

#include <time.h>
clock_t clock(void);

3. 随机数

3.1 rand()

产生一个0~RAND_MAX的随机数

#include <stdlib.h>
int rand(void);

3.2 srand()

为随机函数rand()设置种子，通常设置的是时间time(NULL)。如果不使用该函数设置种子，那么系统会自动设置为1，这样的话每次运行程序时，rand()出来的随机值是一样的。(因为随机数是不可能实现的，所以在编程上都是使用的某种算法生成的，如果种子一样的话，所生成的随机数也是一样的)

#include <stdlib.h>
void srand(unsigned int seed);

4. 休眠(延时)

休眠状态下，该进程会失去 CPU使用权，退出系统调度队列，直到休眠结束

4.1 sleep()

实现秒级休眠

#include <unistd.h>
unsigned int sleep(unsigned int seconds); // 因为参数是int型，所以是不可以传入小数点，如0.1。而python可以

4.2 usleep()

实现微秒级休眠

#include <unistd.h>
int usleep(useconds_t usec);

4.3 nanosleep()

纳秒级延时

#include <time.h>
int nanosleep(const struct timespec *req, struct timespec *rem);
struct timespec {
  time_t tv_sec;        /* 秒*/
  long   tv_nsec;       /* 纳秒 */
};

返回值：在成功休眠达到请求的时间间隔后，nanosleep()返回 0；如果中途被信号中断或遇到错误，则返回-1，并将剩余时间记录在参数 rem 指向的 struct timespec 结构体变量中（参数 rem 不为 NULL 的情况下，如果为 NULL 表示不接收剩余时间），还会设置 errno 标识错误类型。

5. 申请堆内存

5.1 malloc()

在堆上分配一段内存

#include <stdlib.h>
void *malloc(size_t size);

返回值: 成功就返回地址的首地址; 失败就返回NULL

5.2 free()

释放申请到的堆内存

当进程终止时，内核会将其占用的所有内存都返还给操作系统，这包括在堆内存中由 malloc()函数所分配的内存空间, 但我们还是尽量自己释放，以免造成内存泄漏

#include <stdlib.h>
void free(void *ptr);

5.3 calloc()

在堆上申请nemmb*size大小的空间, 并自动将该内存初始化为0

#include <stdlib.h>
void *calloc(size_t nmemb, size_t size);

5.4 posix_memalign()

分配对齐内存, 分配的内存地址将是alignment的整数倍。

alignment参数要求: 必须是2的幂次方，同时也要是sizeof(void *)的整数倍。

#include<stdlib.h>
int posix_memalign(void **memptr, size_t alignment, size_t size);

5.5 aligned_alloc()

分配size个字节大小的内存空间

alignment要求: 必须是2的幂次方

#include<stdlib.h>
void *aligned_alloc(size_t alignment, size_t size);

系统信息与系统资源

1. 系统信息

1.1 uname()

1.2 sysinfo()

1.3 gethostname()

1.4 sysconf()

2. 系统时间

2.1 time()

2.2 gettimeofday()

2.4 ctime()

2.5 localtime()

2.6 gmtime()

2.7 mktime()

2.8 asctime()

2.9 strftime()

2.10 settimeofday()

2.11 各个接口的关系图

2.12 times()

2.13 clock()

3. 随机数

3.1 rand()

3.2 srand()

4. 休眠(延时)

4.1 sleep()

4.2 usleep()

4.3 nanosleep()

5. 申请堆内存

5.1 malloc()

5.2 free()

5.3 calloc()

5.4 posix_memalign()

5.5 aligned_alloc()

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3. 随机数

3.1 rand()

3.2 srand()

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4.2 usleep()

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