2038年问题

计算机程序错误

2038年问题是指在使用POSIX时间的32位计算机应用程序上，格林尼治时间2038年1月19日凌晨03:14:07（北京时间：2038年1月19日中午11:14:07）之后无法正常工作。

32位时间表示

前言

在计算机应用上，2038年问题可能会导致某些软件在2038年无法正常工作。所有使用POSIX时间表示时间的程序都将受其影响，因为它们的时间起点是格林尼治时间1970年1月1日0时0分0秒（这个时间名叫 the Unix Epoch），它们用the Unix Epoch经过的秒数（忽略闰秒）来表示时间。这种时间表示法在类Unix（Unix-like）操作系统上是一个标准，并会影响以其C编程语言开发给其他大部份操作系统使用的软件。在大部分的32位操作系统上，此“time_t”数据模式使用一个有符号32位整数(signed int32)存储计算的秒数。依照此“time_t”标准，在此格式能被表示的最后时间是第2147483647秒（代表格林尼治时间2038年1月19日凌晨03:14:07）。下一秒，即格林尼治时间2038年1月19日凌晨03:14:08，由于32位整型溢出，时间将会被“绕回”（wrap around）成一个负数，变成了第 -2147483648 秒（代表格林尼治时间1901年12月13日20:45:52），造成应用程序发生严重的时间错误，而无法运行。

正文

也许大家都已经知道计算机的2000年问题（the Millennium bug）是什么概念，但是什么时候又冒出来一个2038年问题。

用C语言编制的程序不会碰到2000年问题，但是会有2038年问题。这是因为，大多数C语言程序都使用到一个叫做“标准时间库”的程序库，这个时间库用一个标准的4字节也就是32位的形式来储存时间信息。

当初设计的时候，这个4字节的时间格式把1970年1月1日凌晨0时0分0秒（这个时间名叫 the Unix Epoch）作为时间起点，这时的时间值为0。以后所有的时间都是从这个时间开始一秒一秒累积得来的。

比方说如果时间已经累积到了919642718这个数值，就是说这时距离 the Unix Epoch已经过去了919642718秒，换算一下就应该是1999年2月21日16时18分38秒（代表北京时间1999年2月22日0时18分38秒）。

这样计算时间的好处在于，把任意两个时间值相减之后，就可以很迅速地得到这两个时间之间相差的秒数，然后你可以利用别的程序把它换算成明白易懂的年月日时分秒的形式。

要是你曾经读过一点儿关于计算机方面的书，你就会知道一个4字节也就是32位的存储空间的最大值是2147483647，请注意，2038年问题的关键也就在这里———当时间一秒一秒地跳完2147483647那惊心动魄的最后一秒后，我们的世界会发生什么。

答案是，它就会转为负数也就是说时间无效。那一刻的准确的时间为2038年1月19日星期二凌晨03:14:07，之后所有用到这种“标准时间库”的C语言程序都会碰到时间计算上的麻烦。

这就是2038年问题。

但是大家也不用太过紧张。2038年问题比千年虫（the Millennium bug）问题解决起来相对要容易一些，只要给那些程序换一个新版本的“标准时间库”就可以了，比如说，改用8字节64位的形式来存储时间。这样做并不怎么费事，因为在C程序中“标准时间库”是相对独立的一个部分，里面的时间表达都有自己的一套时间类型和参数（而在碰到Y2K的那些大型主机中，时间格式大都没有一）。

使用32位的数据类型来计算从新纪元开始的秒数，到2038年1月19日左右内核就会溢出。使用64位内核时这个问题就消失了。因为使用64位的数据类型来计算从新纪元开始的秒数直到100亿年后才能溢出。

而在一些用64位来表示时间的平台上，例如DigitalAlpha、SGI、Sparc等等，想要看到它们的时间出错你得等到天荒地老———那大概是2920亿年。到那时，位于猎户座旋臂的太阳，已经是黑矮星或暗黑物质，猎户座旋臂已经被重力波震断，银河系大概则已经变成小型似星体了。

所以如果时间将近2038年时，还存在32位机器在世界中运行，那将会受到2038年问题的影响。从这也可以看出为什么很多厂商都不再提供32位支持了。

总之，32位的最后时间是2038年1月19日03:14:07，星期二。

64位的最后时间约2900亿年后的292，277，026，596年12月4日15:30:08，星期日。

64位时间表示

新的64位运算器可以记录至约2900亿年后的584,554,053,192年12月31日24:00:00，星期日（UTC）（北京时间292,277,026,596年12月4日24:00:00）。

解决进展

截止2019年，并没有针对现有的CPU/操作系统搭配的简单解决方案。直接将POSIX时间更改为64位模式将会破坏对于软件、数据存储以及所有与二进制表示时间相关的部份的二进位兼容性。更改成无符号的32位运算器（integer）则会影响许多与时间改变相关的程序。

大部份64位操作系统已经把time_t改为64位整型。不过，其他现有架构的改动仍在进行中，不过预期“应该可以在2038年前完成”。然而，直到2022年，仍然有数以亿计的32位操作系统在运行中，特别是许多嵌入式系统。相对于一般电脑科技18至24个月的革命性更新，嵌入式系统可能直至使用寿命终结都不会改变。32位time_t的使用亦被编码于文件格式，例如众所周知的ZIP压缩格式。其能存在的时间远比受影响的机器长。

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