Quelltext der Seite Unixzeit

Die '''Unixzeit''' ist eine Zeitdefinition, die für das [[Betriebssystem]] [[Unix]] entwickelt und als [[Portable Operating System Interface|POSIX]]-Standard festgelegt wurde. Die Unixzeit zählt die vergangenen Sekunden seit Donnerstag, dem 1. Januar 1970, 00:00&nbsp;Uhr [[Koordinierte Weltzeit|UTC]]. Das Startdatum wird auch als [[Epoche (Chronologie)|''The Epoch'']] bezeichnet. Die Umschaltung von einer Sekunde zur nächsten ist synchron zur [[Koordinierte Weltzeit|UTC]]. [[Schaltsekunde]]n werden ignoriert,<ref name="single-unix-spec-rationale-4.16">{{Cite web |url=http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/xrat/V4_xbd_chap04.html#tag_21_04_16 |title=The Open Group Base Specifications Issue 7, Rationale, section 4.16 Seconds Since the Epoch |publisher=The OpenGroup |accessdate=2017-01-22}}</ref> eine Schaltsekunde hat den gleichen Zeitstempel wie die Sekunde davor. Vor Unix Version 6 (1975) zählte die Unix-Uhr in Hundertstelsekunden, daher musste die Epoche jedes Jahr neu festgelegt werden.

== Eigenschaften ==
=== Umrechnung ===
Die Umrechnung in eine menschenlesbare Form, einschließlich der Anwendung von [[Zeitzone]]n, [[Sommerzeit]] und [[Schaltjahr]]en werden dann von zusätzlichen Funktionen der [[Standardbibliothek]] übernommen. Die Darstellung des Datums als Sekunden seit der Unix-Epoche wird häufig verwendet, weil sie für [[Computerprogramm]]e viel leichter zu verarbeiten ist als das „menschliche“ Datumsformat. Es lassen sich mit diesen Werten leicht Zeiträume als Differenzen von Sekunden berechnen. Sommer- oder Winterzeit, Zeitzonen und Schaltsekunden spielen dann keine Rolle mehr. Aus diesem Grund wird dieser Wert auch gerne als [[Zeitstempel]] verwendet. In praktisch allen Server-Anwendungen spielt der Zeitstempel eine tragende Rolle, so etwa im Umfeld von [[PHP]]- oder [[MySQL]]-Applikationen bei der Unterscheidung und Generierung zeitbezogener [[Datenbank]]-Einträge. Die vordefinierten PHP-[[Funktion (Programmierung)|Funktionen]] <code>date()</code> und <code>mktime()</code> ermöglichen hier beispielsweise durch das Einsetzen passender [[Funktionsargument]]e die einfache Konvertierung eines Zeitstempels in ein menschenlesbares Datumsformat und umgekehrt.

=== Jahr-2038-Problem ===
{{Zukunft|2038|1}}
{{Hauptartikel|Jahr-2038-Problem}}
[[Datei:Year 2038 problem.gif|mini|400px|Exemplarische Darstellung des Jahr-2038-Problems]]

Der POSIX-Standard verlangt für die Zeitangabe in Sekunden seit 1. Januar 1970 mindestens eine [[Zweierkomplement|vorzeichenbehaftete]] 32-[[Bit]]-Zahl ([[Integer (Datentyp)|Integer]]). Somit umfasst die Unixzeit garantiert die Werte −2.147.483.648 bis +2.147.483.647. Umgerechnet in Jahre entspricht dies etwas mehr als −68 bis +68.

Am 19. Januar 2038 um 3:14:08&nbsp;Uhr UTC wird es daher bei Computersystemen, welche die Unixzeit in einer vorzeichenbehafteten 32-Bit-[[Variable (Programmierung)|Variable]] speichern, zu einem [[Arithmetischer Überlauf|Überlauf]], und mithin zu einem Rücksprung kommen.

Unixzeiten vor dem 13. Dezember 1901 20:45:52 UTC sind mit einer vorzeichenbehafteten 32-Bit-Zahl auch nicht darstellbar, da die Zeitstempel kleiner als −2.147.483.648 wären.

Moderne Unix-Systeme verwenden zumindest in ihrer 64-Bit-Variante eine vorzeichenbehaftete 64-Bit-Zahl, bei der das Risiko eines Überlaufs ohne praktische Relevanz ist. Hier ließen sich Zeitspannen von bis zu 292 Milliarden Jahren korrekt darstellen.

[[Eingebettetes System|Eingebettete Systeme]] auf Unix-Basis sind zurzeit noch nahezu ausschließlich 32-Bit-Systeme. Die fortlaufende Entwicklung, technische Geräte (z.&nbsp;B. [[Router]], Radiowecker bis hin zu Automobilen und Flugzeugen) mit eingebetteten Systemen auf Unix-Basis auszustatten, bedingt, dass diese Geräte ab dem 19. Januar 2038 nicht mehr korrekt funktionieren.

Verwendet ein Entwickler den vorzeichenlosen (unsigned-) 32-bit-Typ, könnte er die Unix-Zeit noch bis über das Jahr 2100 hinaus verwenden. Das gilt allerdings nicht, wenn er die Standardbibliothek nutzt. Diese ist auf den minimalen POSIX-Standard festgelegt.

=== Schaltsekunden ===

[[Schaltsekunde]]n werden in der Unixzeit nicht mitgezählt, da sie nicht regelmäßig auftreten, sondern je nach schwankender Erdrotation nur sechs Monate vor ihrer Einfügung [[Schaltsekunde#Zukunft|angekündigt]] werden. Alle Tage sind in Unixzeit genau 24&#8239;×&#8239;3600 Sekunden lang, Zeitdifferenzen in Unixzeit, die über eine Schaltsekunde hinweggehen, sind daher um diese Sekunde zu kurz.<ref>{{Internetquelle |url=http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/xrat/V4_xbd_chap04.html#tag_21_04_16 |titel=General Concepts |zugriff=2018-05-05}}</ref>

In den letzten Jahren gab es mehrere Versuche, im Rahmen der POSIX-Standardisierung eine Darstellung der Schaltsekunde zur POSIX-Unix-Zeitdefinition hinzuzufügen. Die Diskussionen zu diesem Thema führten jedoch bislang nicht zu einem allgemein akzeptierten Ergebnis.

== Vergleich ==

Für die menschliche Anwendung sind auf Abschnitte herunter gebrochenen Zeiten, etwa Anzahl Jahre, Monate, Tage, Stunde mit zusätzlichen Angaben für Zeitzone und Sommerzeit übersichtlicher. Soweit eine alltägliche Zeit ohne Angabe von Sommerzeit und Zeitzone erfolgt, bleibt sie für eine computertechnische Verarbeitung allerdings noch unvollständig. Die gebrochene Darstellung macht Berechnungen in jedem Fall aufwändiger.

Unix bietet eine Konvertierung der Unixzeit in eine gebrochene Darstellung mittels <code>localtime()</code>an. Sommerzeit und Zeitzone werden von dieser Funktion, für den Anwender meist unsichtbar, aus administrativen Einstellungen des Systems bezogen – deshalb local-time.

In den [[Disk Operating System|DOS]]-Systemen war die gebrochene Zeit, aber ohne Zeitzonenangabe, das Standardformat und wird auf [[File Allocation Table|FAT]]-Dateisystemen für Zeitstempel der Dateien in einer kompakten Darstellung gespeichert.

Eine Zeitangabe kann auch als [[Gleitkommazahl]] gespeichert werden. So ist z.&nbsp;B. bei Nutzung des [[Doppelte Genauigkeit|Double-Formats]] eine sekundengenaue Auflösung für die nächsten ca. 285 Millionen Jahre möglich.

{{Siehe auch|Julianisches Datum}}

== Besondere Werte ==
[[Datei:1000000000seconds.jpg|mini|Das ''Unix-Millennium'' wurde am 9. Sep. 2001 in [[Kopenhagen]] auf einer Party der dänischen Unix User Group um 03:46:40 [[Ortszeit]] gefeiert]]
Unix-Enthusiasten haben es sich zum Brauch gemacht, zu bestimmten Werten der Unixzeit sogenannte „time_t-Partys“ –&nbsp;ähnliche den [[Neujahr]]sfeiern zum Jahreswechsel&nbsp;– zu veranstalten. Üblicherweise werden runde Dezimal-Werte, wie 1.000.000.000 oder 2.000.000.000 gefeiert. Unter manchen Benutzern werden allerdings auch runde Binär-Werte gefeiert, beispielsweise +2<sup>30</sup> (1.073.741.824), welcher auf den 10. Jan. 2004 13:37:04 UTC fiel. Am 13. Feb. 2009 um 23:31:30 UTC (14. Feb. 2009 um 00:31:30 CET) erreichte die Unixzeit den Wert 1234567890. [[Heise online|Heise Online]] erwähnte dieses Ereignis in seinem Newsticker.<ref>Jürgen Schmidt: [https://www.heise.de/newsticker/meldung/1234567890-194566.html 1234567890], Heise online, 14. Feb. 2009, [http://web.archive.org/web/20091017192309/http://www.heise.de/newsticker/meldung/1234567890-194566.html archiviert] im Internet Archive</ref>

Diese Zeitpunkte werden üblicherweise als „n Sekunden seit der Unix-Epoche“ gefeiert. Durch die Einführung von [[Schaltsekunde]]n ist diese Bezeichnung allerdings nicht ganz korrekt.
{| class="wikitable" style="text-align:right;"
|- class="hintergrundfarbe6"
! colspan="3" | Wert
! rowspan="2" | Zeitpunkt (UTC)
|- class="hintergrundfarbe6"
! arithm.
! dezimal
! hexadez.
|-
| −2<sup>31</sup> || −2&#8239;147&#8239;483&#8239;648
| '''80&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 13. Dez. 1901 &nbsp; 20:45:52
|-
| −2<sup>30</sup> || −1&#8239;073&#8239;741&#8239;824
| '''C0&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 23. Dez. 1935 &nbsp; 10:22:56
|-
| || '''−1&#8239;000&#8239;000&#8239;000'''
| C4 65 36 00
| 24. April 1938 &nbsp; 22:13:20
|-
| −2<sup>29</sup> || −536&#8239;870&#8239;912
| '''E0&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 27. Dez. 1952 &nbsp; 05:11:28
|-
| −2<sup>28</sup> || −268&#8239;435&#8239;456
| '''F0&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 30. Juni 1961 &nbsp; 02:35:44
|-
| || '''0'''
| '''00&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 1. Jan. 1970 &nbsp; 00:00:00
|-
| 2<sup>16</sup> || 65&#8239;536
| '''00&#8239;01 00&#8239;00'''
| 1. Jan. 1970 &nbsp; 18:12:16
|-
| 2<sup>24</sup> || 16&#8239;777&#8239;216
| '''01&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 14. Juli 1970 &nbsp; 04:20:16
|-
| || '''100&#8239;000&#8239;000'''
| 05&#8239;F5&#8239;E1&#8239;00
| 3. März 1973 &nbsp; 09:46:40
|-
| 2<sup>28</sup> || {{0|0}}268&#8239;435&#8239;456
| '''10&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 4. Juli 1978 &nbsp; 21:24:16
|-
| || '''500&#8239;000&#8239;000'''
| 1D&#8239;CD&#8239;65&#8239;00
| 5. Nov. 1985 &nbsp; 00:53:20
|-
| 2<sup>29</sup> || {{0|0}}536&#8239;870&#8239;912
| '''20&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 5. Jan. 1987 &nbsp; 18:48:32
|-
| || 805&#8239;306&#8239;368
| '''30&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 9. Juli 1995 &nbsp; 16:12:48
|-
| || '''1&#8239;000&#8239;000&#8239;000'''
| 3B&#8239;9A&#8239;CA&#8239;00
| 9. Sep. 2001 &nbsp; 01:46:40
|-
| 2<sup>30</sup> || 1&#8239;073&#8239;741&#8239;824
| '''40&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 10. Jan. 2004 &nbsp; 13:37:04
|-
| || '''1&#8239;111&#8239;111&#8239;111'''
| 42&#8239;3A&#8239;35&#8239;C7
| 18. März 2005 &nbsp; 01:58:31
|-
| || '''1&#8239;234&#8239;567&#8239;890'''
| 49&#8239;96&#8239;02&#8239;D2
| 13. Feb. 2009 &nbsp; 23:31:30
|-
| || '''1&#8239;300&#8239;000&#8239;000'''
| 4D&#8239;7C&#8239;6D&#8239;00
| 13. März 2011 &nbsp; 07:06:40
|-
| || 1&#8239;342&#8239;177&#8239;280
| '''50&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 13. Juli 2012 &nbsp; 11:01:20
|-
| || '''1&#8239;400&#8239;000&#8239;000'''
| 53&#8239;72&#8239;4E&#8239;00
| 13. Mai 2014 &nbsp; 16:53:20
|-
| || '''1&#8239;500&#8239;000&#8239;000'''
| 59&#8239;68&#8239;2F&#8239;00
| 14. Juli 2017 &nbsp; 02:40:00
|-
| || '''1&#8239;600&#8239;000&#8239;000'''
| 5F&#8239;5E&#8239;10&#8239;00
| 13. Sep. 2020 &nbsp; 12:26:40
|-
| 1,5&#8239;·&#8239;2<sup>30</sup> || 1&#8239;610&#8239;612&#8239;736
| '''60&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 14. Jan. 2021 &nbsp; 08:25:36
|-
| || '''1&#8239;700&#8239;000&#8239;000'''
| 65&#8239;53&#8239;F1&#8239;00
| 14. Nov. 2023 &nbsp; 22:13:20
|-
| || '''1&#8239;800&#8239;000&#8239;000'''
| 6B&#8239;49&#8239;D2&#8239;00
| 15. Jan. 2027 &nbsp; 08:00:00
|-
| || 1&#8239;879&#8239;048&#8239;192
| '''70&#8239;00&#8239;00&#8239;00'''
| 18. Juli 2029 &nbsp; 05:49:52
|-
| || '''1&#8239;900&#8239;000&#8239;000'''
| 71&#8239;3F&#8239;B3&#8239;00
| 17. März 2030 &nbsp; 17:46:40
|-
| || '''2&#8239;000&#8239;000&#8239;000'''
| 77&#8239;35&#8239;94&#8239;00
| 18. Mai 2033 &nbsp; 03:33:20
|-
| || '''2&#8239;100&#8239;000&#8239;000'''
| 7D&#8239;2B&#8239;75&#8239;00
| 18. Juli 2036 &nbsp; 13:20:00
|-
| 2<sup>31</sup>−1 || 2&#8239;147&#8239;483&#8239;647
| '''7F&#8239;FF&#8239;FF&#8239;FF'''
| 19. Jan. 2038 &nbsp; 03:14:07
|-
! colspan="4" | Bei Verwendung des vorzeichenlosen<br>(unsigned-) 32-bit-Typ
|-
| 2<sup>32</sup>−1 || 4&#8239;294&#8239;967&#8239;295
| '''FF&#8239;FF&#8239;FF&#8239;FF'''
| 7. Feb. 2106 &nbsp; 06:28:15
|}

== Unix-Befehle ==
Bei einigen Unix-ähnlichen Systemen lässt sich mittels nachstehendem Befehl eine Unixzeit in die äquivalente UTC-Zeit umrechnen (das Verhalten von ''date'' aus dem Beispiel ist nicht Bestandteil des [[Portable Operating System Interface|POSIX]]-Standards).

<syntaxhighlight lang="bash">
 date -u -d @UNIXTIME
</syntaxhighlight>

Beispiel:

<syntaxhighlight lang="bash">
 date -u -d @1234567890
 Fr 13. Feb 23:31:30 UTC 2009
</syntaxhighlight>

Umgekehrt lässt sich die aktuelle Anzahl der vergangenen Sekunden seit dem 1. Januar 1970 auf einigen Unix-/Linux-Systemen mittels
<syntaxhighlight lang="bash">
 date +%s
</syntaxhighlight>
anzeigen (das Verhalten von ''date'' ist auch hier nicht Bestandteil des POSIX-Standards).

== Beispiel-Implementierung ==
Möchte man die Unixzeit zu einem gegebenen Zeitpunkt berechnen, lässt sich das über folgenden Rechenweg bewerkstelligen. Die Unixzeit kennt keine Zeitzonen. Sie nutzt als Eingabe eine von Zeitzonen bereinigte Zeit. Schaltsekunden werden mangels Vorhersagbarkeit weder für die Vergangenheit noch für die Zukunft berücksichtigt.

''Achtung: Der folgende Quelltext ist in der Programmiersprache C verfasst und arbeitet mit maschinenabhängigen Datentypen. Das Jahr-2038-Problem tritt bei diesem Programm jedoch nicht auf, da der verwendete Datentyp „long long“ mindestens 64 Bits besitzt. Wie jeder Beispielquelltext dient er allein der Illustration und sollte ohne Überprüfung nicht in den Praxiseinsatz übernommen werden.''

<syntaxhighlight lang="c">
/** Konvertiert gegliederte UTC-Angaben in Unix-Zeit.
 * Parameter und ihre Werte-Bereiche:
 * - jahr [1970..2038]
 * - monat [1..12]
 * - tag [1..31]
 * - stunde [0..23]
 * - minute [0..59]
 * - sekunde [0..59]
 */
long long unixzeit(int jahr, int monat, int tag,
                   int stunde, int minute, int sekunde)
{
  const short tage_seit_jahresanfang[12] = /* Anzahl der Tage seit Jahresanfang ohne Tage des aktuellen Monats und ohne Schalttag */
    {0,31,59,90,120,151,181,212,243,273,304,334};

  int schaltjahre = ((jahr-1)-1968)/4 /* Anzahl der Schaltjahre seit 1970 (ohne das evtl. laufende Schaltjahr) */
                  - ((jahr-1)-1900)/100
                  + ((jahr-1)-1600)/400;

  long long tage_seit_1970 = (jahr-1970)*365 + schaltjahre
                           + tage_seit_jahresanfang[monat-1] + tag-1;

  if ( (monat>2) && (jahr%4==0 && (jahr%100!=0 || jahr%400==0)) )
    tage_seit_1970 += 1; /* +Schalttag, wenn jahr Schaltjahr ist */

  return sekunde + 60 * ( minute + 60 * (stunde + 24*tage_seit_1970) );
}
</syntaxhighlight>

Eine Umrechnung von einer gegebenen Unixzeit in unsere gewöhnliche Datums- und Zeitdarstellung ist mit folgender Funktion möglich.
<syntaxhighlight lang="c">
void UnixzeitNachDatumZeit(unsigned long int unixtime,
                           int *pJahr, int *pMonat, int *pTag,
                           int *pStunde, int *pMinute, int *pSekunde)
{
    const unsigned long int SEKUNDEN_PRO_TAG   =  86400ul; /*  24* 60 * 60 */
    const unsigned long int TAGE_IM_GEMEINJAHR =    365ul; /* kein Schaltjahr */
    const unsigned long int TAGE_IN_4_JAHREN   =   1461ul; /*   4*365 +   1 */
    const unsigned long int TAGE_IN_100_JAHREN =  36524ul; /* 100*365 +  25 - 1 */
    const unsigned long int TAGE_IN_400_JAHREN = 146097ul; /* 400*365 + 100 - 4 + 1 */
    const unsigned long int TAGN_AD_1970_01_01 = 719468ul; /* Tagnummer bezogen auf den 1. Maerz des Jahres "Null" */

    unsigned long int TagN = TAGN_AD_1970_01_01 + unixtime/SEKUNDEN_PRO_TAG;
    unsigned long int Sekunden_seit_Mitternacht = unixtime%SEKUNDEN_PRO_TAG;
    unsigned long int temp;

    /* Schaltjahrregel des Gregorianischen Kalenders:
       Jedes durch 100 teilbare Jahr ist kein Schaltjahr, es sei denn, es ist durch 400 teilbar. */
    temp = 4 * (TagN + TAGE_IN_100_JAHREN + 1) / TAGE_IN_400_JAHREN - 1;
    *pJahr = 100 * temp;
    TagN -= TAGE_IN_100_JAHREN * temp + temp / 4;

    /* Schaltjahrregel des Julianischen Kalenders:
       Jedes durch 4 teilbare Jahr ist ein Schaltjahr. */
    temp = 4 * (TagN + TAGE_IM_GEMEINJAHR + 1) / TAGE_IN_4_JAHREN - 1;
    *pJahr += temp;
    TagN -= TAGE_IM_GEMEINJAHR * temp + temp / 4;

    /* TagN enthaelt jetzt nur noch die Tage des errechneten Jahres bezogen auf den 1. Maerz. */
    *pMonat = (5 * TagN + 2) / 153;
    *pTag = TagN - (*pMonat * 153 + 2) / 5 + 1;
    /*  153 = 31+30+31+30+31 Tage fuer die 5 Monate von Maerz bis Juli
        153 = 31+30+31+30+31 Tage fuer die 5 Monate von August bis Dezember
              31+28          Tage fuer Januar und Februar (siehe unten)
        +2: Justierung der Rundung
        +1: Der erste Tag im Monat ist 1 (und nicht 0).
    */

    *pMonat += 3; /* vom Jahr, das am 1. Maerz beginnt auf unser normales Jahr umrechnen: */
    if (*pMonat > 12)
    {   /* Monate 13 und 14 entsprechen 1 (Januar) und 2 (Februar) des naechsten Jahres */
        *pMonat -= 12;
        ++*pJahr;
    }

    *pStunde  = Sekunden_seit_Mitternacht / 3600;
    *pMinute  = Sekunden_seit_Mitternacht % 3600 / 60;
    *pSekunde = Sekunden_seit_Mitternacht        % 60;
}
</syntaxhighlight>
Diese Funktion erwartet als Eingangsparameter eine vorzeichenlose Ganzzahl („unsigned long int“). Nach dem C-Standard sind das mindestens 32&nbsp;Bit. Die Funktion liefert somit korrekte Ergebnisse bis mindestens zum Januar 2106.

== Weblinks ==
*[https://www.unixtimestamp.de/ Aktuelle Unixzeit]
*[https://tools.confirado.de/timestampconverter/index.php Unixtime Umrechner mit bidirektionaler Umrechnung]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:POSIX]]
[[Kategorie:Zeitmessung]]
[[Kategorie:Zeitrechnung]]