手机日期只能设置到2038年?这背后有个大问题……

世界末日到底是哪一天?这个无厘头的问题一直有着各种各样的离奇答案。当你打开手机,关闭自动设置时间,往未来的方向滑动数字时,你会发现时间停在了2038年。小米、华为可以设置到2037年12月31日,iPhone也只多两天不仅是手机,…

世界末日到底是哪一天?这个无厘头的问题一直有着各种各样的离奇答案。当你打开手机,关闭自动设置时间,往未来的方向滑动数字时,你会发现时间停在了2038年。

小米、华为可以设置到2037年12月31日,iPhone也只多两天

不仅是手机,在电脑上,当你尝试将时间从2037年再往上调整时,会发现不管怎么按设置按钮,日期都不会继续改变。

日期调整超过2038年时,会停在2038年1月1日

2038年到底会发生什么?为什么各种设备都无法“逾越”2038年?在网上搜寻2038,你还能发现有人专门设置了倒计时网页。这其中包含了一个更加精确的时间:2038年1月19日 3点14分7秒。而下一秒,你的电子设备将会穿越回到1901年。

著名的“2038问题”,将在此刻爆发。

到“2038年问题”发生,还剩……

2038年,时间“摧毁”系统

问题发生在2038年1月19日 3点14分7秒的下一秒。这一天的03:14:08不会到来,迎接你的将会是1901年12月13日20:45:52。

使用脚本模拟系统时间,会出现时间的跳变(平台 Debian GNU/Linux (内核 2.4.22))丨William Porquet/deepsky.com

对于很多电子设备而言,这是个毁灭性的打击。文件的创建与修改、应用软件的运行、网络系统的同步……时间作为一个关键数值,在整个电子系统里起着绝对重要的作用。因此有一阵子苹果手机的语音助手Siri,还把这一天当成了“世界末日”。为什么是这一天?Siri回答中的关键词也给出了答案。

早期Siri对于世界末日问题的回答(新版本系统已无此回答)

Unix、32位,这两个词让2038年的这一天注定成为末日。Unix是一种操作系统,这种系统中计时方式是以1970年1月1日 00:00:00为基准,按秒为单位进行增减。比如到2022年1月1日0点,只需要用基准值加上1640966400秒。而我们现在使用的安卓、苹果系统都属于类Unix系统,采用了同样的方案。

电子系统使用0和1对数据进行储存,也就是二进制。如果只用1位数,只能表示0和1,如果2位数,则可以用00、01、10、11分别表示0、1、2、3这四个数。随着位数的增加,二进制可以表示的数也越来越大,但总会遇到上限。如果用32个0、1储存数字,第一位表示符号,0代表+,1代表-,则剩下31位最大可以表示2147483647。在计算机资源非常宝贵的年代,用32位来放置时间,已经很够用了。

1970年1月1日00:00:00 + 2147483647秒 = 2038年1月19日 3点14分7秒。下一秒,数据就会出现“装不下”的情况,发生溢出。此时第一位符号位从0变成1,本来的加号变成了减号,时间突然穿越到过去。

从上到下分别是二进制秒数、对应的十进制秒数、32位Unix系统时间、实际时间。超过2147483647后,符号位会变成1(负号),整个数字会突然发生翻转,回到1901年。丨Pemu/Wikicommons

这个存在于将来的问题,它会给我们带来怎样的影响?回溯过往,一次又一次的“千年虫”问题已经给了我们一些预告。

千年之外的千年虫

2000年,千禧年。而在很多应用程序看来,这一年会变成1900年。

同样因为硬件资源宝贵,早期程序使用了年份的后两位数字来表示日期,而前两位数都默认为19。这个不起眼的时间问题,在整个世界引发了巨大的关注。政务系统、银行系统、航空系统等多个系统都可能受到影响而失效。全球各地对这一问题进行了响应,试图解决这一问题。我国多次发文强调这一问题的重要性。美国也推出了有关千年虫问题的法案,以敦促各行业共享信息解决此类问题。

全球各地对“千年虫”采取行动丨人民日报网络版

多亏人们对“千年虫”的高度重视,使得这一问题在集中爆发前得以解决。但在此之后,类似“千年虫”的事件却依然层出不穷。

2010年的第一周,德国约3千万张银行卡同时“失效”。持卡人不仅无法直接刷卡消费,连在自动取款机上取钱都成问题。这不仅影响了本国居民的生活,也使得在外度假的德国人滞留在当地。

由于不同编码方式存在差异,2010在德国的银行系统中被错误地识别成2016。银行卡也因此“被过期”了。同样的情况出现在使用Windows Mobile系统的手机上:你在2010年第一天收到的新年短信,会被系统显示成2016年。

德国加速修复了银行系统,所幸没有造成更大的损失。但放眼太空,事情就没那么简单了。2013年9月,航天器Deep Impact突然失联,迫使美国航空航天局宣布相关探测任务正式结束。Deep Impact的首席任务科学家 Mike A”Hearn认为,这是一个“千年虫问题”。航天器的部分软件无法正确识别2013年8月11日之后的日期,导致计算机不断重启。最终,科学家们失去了航天器的信号。

Deep Impact与坦普尔1号彗星相遇模拟图丨NASA

就在今年年初,“2022年虫”让微软的程序员体会了新年大加班。1月1日,微软的邮件服务系统Exchange突然中断,使用该服务的用户都无法发送电子邮件。微软随后给出了声明,称该问题与日期检查失败以及新年的变化有关。简单点说,和2038问题一样,时间“溢出”了。好在微软团队加班加点,在当天解决了该问题。

在未来,“类千年虫”问题一定还会出现。对于可以预料的问题,人们已经开始尝试提供解决方法。比如使用新的格式存储时间信息。与此同时,系统团队提供的新内核也在解决32位平台上的“历史问题”。你也不用太担心,毕竟到那时,你应该已经换了好几波手机了。

不过,再遇到类似的突发Bug也很正常。因为世界上总在发生情理之中、意料之外的事情。

参考文献

[1]Year 2038 Problem Countdown. https://gregnk.com/2038/

[2]The Project 2038 Frequently Asked Questions (FAQ). http://www.deepsky.com/~merovech/2038.html#What_operating_systems_and_platforms_are_affected_by_it

[3]Why does Siri say the world will end on January 2038? https://www.quora.com/Why-does-Siri-say-the-world-will-end-on-January-2038

[4]Unix time. https://en.wikipedia.org/wiki/Unix_time

[5]Unix Time Stamp – Epoch Converter. https://www.unixtimestamp.com/

[6]Unix-like. https://www.computerhope.com/jargon/u/unix-like.htm

[7]2038年问题. https://zh.wikipedia.org/wiki/2038%E5%B9%B4%E9%97%AE%E9%A2%98

[8]中国解决计算机2000年问题的进展情况. http://www.scio.gov.cn/xwfbh/xwbfbh/wqfbh/1999/1201/Document/328000/328000.htm

[9]话说“千年虫”. http://www.people.com.cn/item/hs2000/july.html

[10]Clinton Urges Americans To Act On Y2K Problem. https://edition.cnn.com/ALLPOLITICS/1998/07/14/clinton.y2k/

[11]Y2K-type bug hits German cash, credit cards. https://www.eetimes.com/y2k-type-bug-hits-german-cash-credit-cards/

[12]Carry cash as well as a card, says German bank association. https://www.computerworld.com/article/2759697/carry-cash-as-well-as-a-card–says-german-bank-association.html

[13]Windows Mobile Bug Dates Messages from 2016. https://www.wired.com/2010/01/windows-mobile-bug-dates-messages-from-2016/

[14]NASA Declares End to Deep Impact Comet Mission. https://www.nationalgeographic.com/science/article/130920-deep-impact-ends-comet-mission-nasa-jpl#:~:text=NASA%20officials%20declared%20the%20Deep,July%204%20of%20that%20year.

[15]Exchange Year 2022 Problem: FIP-FS Scan Engine failed to load – Can’t Convert “2201010001” to long (2022/01/01 00:00 UTC). https://borncity.com/win/2022/01/01/exchange-fip-fs-scan-engine-failed-to-load-cant-convert-2201010001-to-long-1-1-2022/

[16]Email Stuck in Exchange On-premises Transport Queues. https://techcommunity.microsoft.com/t5/exchange-team-blog/email-stuck-in-exchange-on-premises-transport-queues/ba-p/3049447

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