问题
游戏服务器需要经常调整时间，测试各种活动和功能，那么如何优雅地调整时间呢？
方案
| 方案 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 调整主机时间 | 简单直接 | 当前主机所有程序都受到影响 |
| 使用虚拟机部署，调整虚拟机时间 | 隔离管理 | 部署麻烦 |
| Faketime | 针对程序自身 | 只支持Linux and macOS |
这里主要介绍Faketime方案， 项目地址
下载源码： https://github.com/wolfcw/libfaketime/archive/refs/tags/v0.9.10.tar.gz
执行以下命令：
tar zxvf libfaketime-0.9.10.tar.gz
cd libfaketime-0.9.10
make && make install
编译成功后，默认会安装在/usr/local/lib/faketime/
ll /usr/local/lib/faketime/
会看到libfaketime.so.1文件
先做一个简单的测试：
#当前时间增加一天
LD_PRELOAD=/usr/local/lib/faketime/libfaketime.so.1 FAKETIME="+1d" date
#当前时间减少一天
LD_PRELOAD=/usr/local/lib/faketime/libfaketime.so.1 FAKETIME="-1d" date
那么如何改变运行时的时间呢？
#创建一个文件，faketime将通过监控文件内容来调整时间
touch faketime.rc
LD_PRELOAD=/usr/local/lib/faketime/libfaketime.so.1 FAKETIME_TIMESTAMP_FILE=faketime.rc /bin/bash -c 'while true ; do date ; sleep 1 ; done'
#当前时间增加3600秒
echo "+3600" > faketime.rc
#当前时间减少3600秒
echo "-3600" > faketime.rc
通过改变faketime.rc的内容，来实现运行时修改时间。
原理分析
要了解faktetime的实现机制，就要先了解LD_PRELOAD，这也是为什么faketime只能在linux下运行的原因。
LD_PRELOAD 是一个在 Linux 和其他类 Unix 系统中广泛使用的环境变量，它允许你在程序启动时优先加载指定的动态链接库（.so 文件）。这使得你可以在不修改程序本身的情况下，拦截、替换或扩展程序的行为。
当一个程序启动时，动态链接器会按照一定的顺序搜索并加载程序依赖的动态链接库。通常情况下，系统默认的动态链接库会被优先加载。但是，如果设置了 LD_PRELOAD 环境变量，那么动态链接器会首先加载 LD_PRELOAD 中指定的动态链接库。
faketime就是通过LD_PRELOAD实现拦截。
以date命令为例，我们追踪一下date的运行。在shell下输入：
ltrace date
__libc_start_main(0x401ac0, 1, 0x7ffcecd9c2b8, 0x4096f0 <unfinished ...>
strrchr("date", '/') = nil
setlocale(LC_ALL, "") = "en_US.UTF-8"
bindtextdomain("coreutils", "/usr/share/locale") = "/usr/share/locale"
textdomain("coreutils") = "coreutils"
__cxa_atexit(0x402c50, 0, 0, 0x736c6974756572) = 0
getopt_long(1, 0x7ffcecd9c2b8, "d:f:I::r:Rs:u", 0x60d2a0, nil) = -1
nl_langinfo(0x2006c, 1, 0, 0) = 0x7f9bcc8ff955
clock_gettime(0, 0x7ffcecd9c0f0, 0x2474440, 0) = 0
localtime(0x7ffcecd9c070) = 0x7f9bd20a7d40
strftime(" Tue", 1024, " %a", 0x7f9bd20a7d40) = 4
fwrite("Tue", 3, 1, 0x7f9bd20a3400) = 1
fputc(' ', 0x7f9bd20a3400) = 32
strftime(" Jan", 1024, " %b", 0x7f9bd20a7d40) = 4
fwrite("Jan", 3, 1, 0x7f9bd20a3400) = 1
fputc(' ', 0x7f9bd20a3400) = 32
fwrite("14", 2, 1, 0x7f9bd20a3400) = 1
fputc(' ', 0x7f9bd20a3400) = 32
fwrite("15", 2, 1, 0x7f9bd20a3400) = 1
fputc(':', 0x7f9bd20a3400) = 58
fwrite("46", 2, 1, 0x7f9bd20a3400) = 1
fputc(':', 0x7f9bd20a3400) = 58
fputc('0', 0x7f9bd20a3400) = 48
fwrite("8", 1, 1, 0x7f9bd20a3400) = 1
fputc(' ', 0x7f9bd20a3400) = 32
strlen("CST") = 3
fwrite("CST", 3, 1, 0x7f9bd20a3400) = 1
fputc(' ', 0x7f9bd20a3400) = 32
fwrite("2025", 4, 1, 0x7f9bd20a3400) = 1
__overflow(0x7f9bd20a3400, 10, 4, 0x35323032Tue Jan 14 15:46:08 CST 2025
) = 10
exit(0 <unfinished ...>
__fpending(0x7f9bd20a3400, 0, 64, 0x7f9bd20a3eb0) = 0
fileno(0x7f9bd20a3400) = 1
__freading(0x7f9bd20a3400, 0, 64, 0x7f9bd20a3eb0) = 0
__freading(0x7f9bd20a3400, 0, 2052, 0x7f9bd20a3eb0) = 0
fflush(0x7f9bd20a3400) = 0
fclose(0x7f9bd20a3400) = 0
__fpending(0x7f9bd20a31c0, 0, 3328, 0xfbad000c) = 0
fileno(0x7f9bd20a31c0) = 2
__freading(0x7f9bd20a31c0, 0, 3328, 0xfbad000c) = 0
__freading(0x7f9bd20a31c0, 0, 4, 0xfbad000c) = 0
fflush(0x7f9bd20a31c0) = 0
fclose(0x7f9bd20a31c0) = 0
+++ exited (status 0) +++
从结果中可以看到date调用了clock_gettime函数，那么我们尝试拦截clock_gettime。
要拦截clock_gettime的实现，我们得知道clock_gettime函数的定义。
clock_gettime为linux的系统调用，我们可以通过man来查看其具体定义。
man clock_gettime
CLOCK_GETRES(2) Linux Programmer's Manual CLOCK_GETRES(2)
NAME
clock_getres, clock_gettime, clock_settime - clock and time functions
SYNOPSIS
#include <time.h>
int clock_getres(clockid_t clk_id, struct timespec *res);
int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);
int clock_settime(clockid_t clk_id, const struct timespec *tp);
Link with -lrt (only for glibc versions before 2.17).
Feature Test Macro Requirements for glibc (see feature_test_macros(7)):
clock_getres(), clock_gettime(), clock_settime():
_POSIX_C_SOURCE >= 199309L
DESCRIPTION
The function clock_getres() finds the resolution (precision) of the specified clock clk_id, and, if res is non-NULL, stores it in the struct timespec pointed
to by res. The resolution of clocks depends on the implementation and cannot be configured by a particular process. If the time value pointed to by the argu‐
ment tp of clock_settime() is not a multiple of res, then it is truncated to a multiple of res.
The functions clock_gettime() and clock_settime() retrieve and set the time of the specified clock clk_id.
The res and tp arguments are timespec structures, as specified in <time.h>:
struct timespec {
time_t tv_sec; /* seconds */
long tv_nsec; /* nanoseconds */
};
从man的返回结果中，我们可以得知clock_gettime的定义：
int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);
假设现在希望输入date返回指定时间，如2025-10-24 12:00:00，那么我们可以这样实现：
这里使用c实现，先新建文件，如/tmp/fake_clockgettime.c， 输入如下内容：
#include <time.h>
int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp)
{
/** 2025-10-24 12:00:00的时间戳是1761278400 **/
/** 从man手册可知， tv_sec存放秒数 **/
tp->tv_sec = 1761278400;
return 0;
}
编译生成so，输入如何命令：
gcc -fPIC -shared fake_clockgettime.c -o fake_clockgettime.so
然后使用LD_PRELOAD加载我们刚才编译生成的so文件：
LD_PRELOAD=/tmp/fake_clockgettime.so date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S"
输出
2025-10-24 12:00:00
我们分别看下date的动态链接库加载情况，输入如下命令：
ldd /bin/date
linux-vdso.so.1 => (0x00007ffebd725000)
libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f967ed48000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f967f116000)
使用LD_PRELOAD后的加载情况，输入如下命令：
export LD_PRELOAD=/tmp/fake_clockgettime.so
ldd /bin/date
linux-vdso.so.1 => (0x00007ffcbb9fc000)
/tmp/fake_clockgettime.so (0x00007f0b03111000)
libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f0b02d43000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f0b03313000)
通过以上对比，我们可以看出date加载了/tmp/fake_clockgettime.so。
以上通过拦截clock_gettime，实现修改时间。那么接下来，试下拦截随机函数。
新建test_rand.c，作为例子调用系统随机函数。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
srand(time(NULL));
int random_number = rand();
printf("rand number: %d\n", random_number);
return 0;
}
编译生成程序，输入如下命令：
gcc test_rand.c -o test_rand
运行test_rand，试下获取随机数，输入如下命令：
./test_rand
输出
rand number: 737025517
现在尝试拦截rand()，使随机产生的值都为1024
新建fake_rand.c，输入以下内容：
int rand()
{
return 1024;
}
编译生成so，输入如下命令：
gcc -fPIC -shared fake_rand.c -o fake_rand.so
使用LD_PRELOAD加载我们刚才编译生成的so文件：
LD_PRELOAD=/tmp/fake_rand.so ./test_rand
输出
rand number: 1024
通过以上两个例子，我们了解了LD_PRELOAD的强大。faketime就是使用LD_PRELOAD的一个很好例子，我们可以发挥更多的想象，尝试使用LD_PRELOAD实现更多功能。