漫話:為什么計算機起始時間是1970年1月1日?
問題復(fù)現(xiàn)
1970-01-01對于開發(fā)者來說都是不陌生的,有些系統(tǒng)對于時間的處理如果不夠好的話,就可能把時間顯示成1970-01-01,所以經(jīng)常有用戶看到1970-01-01這個時間。
這種情況其實是很簡單就可以復(fù)現(xiàn)的,當(dāng)我們嘗試使用以下Java代碼定義時間:
- Date date = new Date(0);
- System.out.println(date);
打印出來的結(jié)果:
- Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970
通過Date的構(gòu)造函數(shù)的Java Doc說明我們也能得到一些蛛絲馬跡:
該構(gòu)造函數(shù)接收用戶指定一個毫秒數(shù),如new Date(1000),表示獲得一個距離"epoch"有1000毫秒的時間。在Java中,這個時間是1970, 00:00:00 GMT。

時間戳
一切要從Unix操作系統(tǒng)誕生開始說起。
1969年8月,貝爾實驗室的程序員肯湯普遜利用妻兒離開一個月的機會,開始著手創(chuàng)造一個全新的革命性的操作系統(tǒng),他使用B編譯語言在老舊的PDP-7機器上開發(fā)出了Unix的一個版本。
隨后,湯普遜和同事丹尼斯里奇改進了B語言,開發(fā)出了C語言,重寫了Unix,新版于1971年發(fā)布。
在Unix被發(fā)明出來之后,需要在Unix上表示時間,就需要想辦法定義一個能表示一份數(shù)據(jù)在某個特定時間之前已經(jīng)存在的、完整的、可驗證的數(shù)據(jù)來表示時間。
于是,Unix時間戳被定義出來,即通過當(dāng)前時間和一個"紀(jì)元時間"進行對比,其間相差的秒數(shù)作為時間戳。
為了讓Unix時間戳表示時間這種方式用的盡可能久,最初就把Unix誕生的時間1971-1-1定義成"紀(jì)元時間"。
時間戳修改
除了開始時間是1971-1-1而不是1970-1-1外,最初的時間戳也不是每增加1秒時間戳就變動一次,而是每1/60秒都會改變一次時間戳。
另外,Unix是在1971年發(fā)明出來的,當(dāng)時的計算機系統(tǒng)是32位,如果用32表示有整數(shù),那么最大值是2147483647(2^31-1)。
那么,簡單做一個數(shù)學(xué)計算,如果用當(dāng)時的時間戳計算方式來表示時間的話,Unix時間戳最多可以使用4294967296/(60*60*24)/60 = 828.5天(一天有60*60*24秒,每1/60秒會占用一個時間戳)。
想象一下,設(shè)計出一個計算機系統(tǒng),他的時間只能表示 828.5天,是不是很難讓人接受,但是最初的Unix確實是這樣的。
后來,Unix的開發(fā)者們也漸漸意識到這樣不是長久之計,于是開始做出改變。
最開始,他們將每1/60秒改變一次時間戳修改成每1秒改變一次時間戳。這樣時間戳可以表示的時間就又放大了60倍。這時候有828.5*60/365 = 136年。
這時候,一方面136年已經(jīng)足夠久了,紀(jì)元時間稍微向前調(diào)一下影響也不大。另外一方面為了方便記憶和使用。
于是就把紀(jì)元時間從1971-01-01調(diào)整到1970-01-01了。
于是,隨著后面各種開發(fā)語言的誕生,就都沿襲了1970-1-1這個設(shè)定。
所以,通常我們說的時間戳,就是指格林威治時間(GMT)1970年01月01日00時00分00秒起至現(xiàn)在的總秒數(shù)。
紀(jì)元時間與時區(qū)
我們前面所提到的紀(jì)元時間的設(shè)置,都是基于格林威治標(biāo)準(zhǔn)時間的,即GMT時間。
但是世界上各個地區(qū)有自己的時區(qū),都需要基于GMT時間進行調(diào)整。
1970-01-01 08:00:00的顯示顯然是受到了時區(qū)《如何給女朋友解釋為什么日本時間比中國快一個小時》的影響,因為中國處于東八區(qū),所以時間會比標(biāo)準(zhǔn)時間早8小時,而標(biāo)準(zhǔn)時間應(yīng)該是1970-01-01 00:00:00。
應(yīng)該很多人都記得《蘋果"1970 事件"》,在幾年前,一個名為vista980622的網(wǎng)友在國外網(wǎng)站Reddit的論壇上發(fā)表了一篇“把iPhone時間改成1970年1月1日,手機即可永遠變磚”的帖子。
在該帖子發(fā)布不久,很多人都不相信,抱著試試看的態(tài)度將手機的時間設(shè)置成1970年1月1日,結(jié)果手機關(guān)機后重新開機真的變磚了。
因為我們處于東八區(qū),時間比標(biāo)準(zhǔn)時間要快8小時,如果我們把時間調(diào)整成1970-01-01 00:00:00,那么標(biāo)準(zhǔn)時間就會是比這個時間少8小時,即1969年12月31日16時0分0秒。
但是,IOS設(shè)備是以UTC時區(qū)(GMT時間)的1970年1月1日0點0時0秒為界限,數(shù)值為0,用戶把時間調(diào)整到1969年12月31日16時0分0秒,系統(tǒng)就要出現(xiàn)負值的時間。
系統(tǒng)版本為IOS 8.0至IOS 9.3 beta3,并且搭載64位處理器(即處理器為A7-A9X的設(shè)備)的蘋果設(shè)備都會觸發(fā)這個Bug,導(dǎo)致變磚!
參考資料:
http://en.wikipedia.org/wiki/Unix_time#History
http://mobile.zol.com.cn/569/5691666_all.html
關(guān)于作者:漫話編程,是一個通過漫畫+音頻的形式講解枯燥的編程知識的公眾號。致力于讓編程變得更有樂趣。