陈皓:关于闰秒(leap second)的小知识

来源:陈皓

为了让“原子时”与“世界时”协调一致,北京时间7月1日全球将增加一秒,届时,将出现7:59:60的特殊现象。也就今天晚上,时间会多出现一秒,也就是我们所说的闰秒(leap second)。我不知道大家对闰秒的了解有多少,所以写下这篇文章。

背景知识

闰秒是在UTC(中文“世界标准时间”或“世界协调时间/英文“Coordinated Universal Time”/法文“Temps Universel Cordonné”)向Atomic Clock(原子时钟)对齐的一种方法,因为UTC是民用时间,其精确值是毫秒,而Atomic Clock精确值是纳秒,所以,1972年制定的UTC为了确保其时间相对于Atomic Clock的时间误差不能超过0.9秒,因为在过一段时间后需要加一秒。下图是有UTC以来闰秒的调整表(来自Wikipedia闰秒的中文词条

leap second

 

从上表中我们可以看到,从1972年到现在,在这四十年里已经进行过25次的闰秒调整。闰秒是在每年6月或12月的最后一天的最后一分钟进行跳秒或不跳秒。是否加入闰秒由位于巴黎的国际地球自转和参考坐标系统服务(IERS – International Earth Rotation and Reference Systems Service)决定。如果决定加入闰秒,那么这一秒是被加在第二天的00:00:00前的,也就是说,时间会出现23:59:60的情况,然后才是第二天的00:00:00。如果是负闰秒的话,23:59:58的下一秒就直接跳到第二天的00:00:00了。现时所有闰秒都是正闰秒

计算机处理闰秒

那么,对于我们的电脑系统来说,怎么处理这个闰秒呢?一般来说,我们需要为我们的电脑系统配置UTC时钟,并通过NTP (Network time protocol)来进行时间同步,NTP服务器会一级一级地下发闰秒事件通知直到最边缘的NTP服务器,然后NTP就会把闰秒通知给客户端的操作系统,由操作系统来处理闰秒通知。

虽然闰秒调整对普通民众的日常生活不会产生影响。不过,这个问题将影响部分开启ntp服务的Linux操作系统——会导致Linux内核Crash!Linux kernel是在2.6.18-164.e15之后的版本中解决了这个问题。换句话说,Linux kernel低于2.6.18-164的Linux系统,无论是什么公司的Linux都将受到影响。(今晚过后大家可以查看一下你的Linux系统日志,看看闰秒有没有发生)

你可以参看下面的bug描述:

● LKML: Chris Adams: Re: Bug: Status/Summary of slashdot leap-second crash on new years 2008-2009

● Bug 479765 – Leap second message can hang the kernel

 

那么,我们的操作系统是怎么处理正闰秒通知的?通常来说有三种实现:

● 后退一秒。

● 停止一秒。

● 真正的增加一秒。

 

懂编程的人一眼就能看出来,前两种方式是以一种Workaround或Hack的方式解决这个问题。第一种方式会导致一些基于timestamp的 消息通知乱序了,而第二种会导致出现两个一模一样的timestamp。最后一种不会出现timestamp的问题。对了,你还记得以前那篇《你确信你了解时间吗?》的文章吗?

最后,说说Windows,Windows  Time Service 不支持闰秒通知,所以,当闰秒发生的时候,你的Windows上的时间会比实际时间快一秒钟,这需要等下一次的时钟同步才会完成。你可以查看这篇文章:http://support.microsoft.com/kb/909614/en-us

 

 

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