localtime_r 函数在时区上的线程不安全性

struct tm *localtime(const time_t *timep);
struct tm *localtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);

在 Linux C/C++ 中，localtime、localtime_r 是常用的将时间戳转向时间结构体的方法 . 我们都知道 localtime 是不可重入的，也就是非线程安全的。他只会返回一个指向转换后时间结构体的指针，当函数重入后，上一次的值会被改写成当前的结果。 而 localtime_r 函数需要我们自己申请内存，函数会在得出结果后将结果立马保存到我们申请的结构体中，保证结果存储，实现线程安全。

其实参考 linux 的 manpage 页我们可以看到，这类函数其实是实现时间戳向本地时间的转换，而该类转换必然会依赖于本机的时区设置

The localtime() function converts the calendar time timep to broken-down time representation, expressed relative to the user’s specified timezone. The function acts as if it called tzset(3) and sets the external variables tzname with information about the current timezone. The localtime_r() function does the same, but stores the data in a user-supplied struct. It need not set tzname, timezone, and daylight.

manpage 中提到 localtime 会调用 tzset 去设置时区，而 localtime_r 不需要设置时区。 ** 实际上 localtime_r 也会隐式的调用 tzset()， 而 tzset() 修改 timezone, altzone, daylight, and tzname 时是线程不安全的。**

我们可以做一个实验，在程序中循环获取本地时间，并使用 localtime_r 进行时间转换，打印出当前的时间格式

time_t curr_time = time(NULL);
struct tm       curr_tm;
localtime_r(&curr_time, &curr_tm)
printf("hour %s min %s\n", curr_tm.tm_hour, curr_tm.tm_min);

在过程中修改本机的时区设置，会发现进程中读取到的时间信息并没有随着时区变更发生变化，只有重启进程后才能重新识别。其原因也很简单，这里的 localtime 并没有使用新时区：

localtime 等涉及到本地所在时区的函数在调用的时候会先调用 tzset() 这个函数，这一点可以通过 tzset 函数的 manpage 看出来。 tzset 完成的工作是把当前时区信息（通过 TZ 环境变量或者 /etc/localtime）读入并缓冲。事实上 tzset 在实现的时候是通过内部的 tzset_internal 函数来完成的，显式的调用 tzset 会以显式的方式告知 tzset_internal，而单独调用 localtime 的时候是以隐式的方式告知 tzset_internal，前者将强制 tzset 不管何种情况一律重新加载 TZ 信息或者 /etc/localtime，而后者则是只有在 TZ 发生变化，或者加载文件名发生变化的时候才会再次加载时区信息。因此，如果只是 /etc/localtime 的内容发生了变化，而文件名 " /etc/localtime" 没有变化，则不会再次加载时区信息，导致 localtime 函数调用仍然以老时区转换 UTC 时间到本地时间。

所以如果在使用 localtime_r 时涉及到了时区变更操作，亦会带来线程不安全性，如果其他线程强制刷新了时区缓存，可能会导致自身时区变更，之后导致时间计算错误。

解决办法： 建议在使用 localtime_r 之前手动调用 tzset() 函数，强制刷新时区。同时对于时区变更的情况下做必要的异常处理。