26 O Livro do Ridgun
A lib time — Calendário Civil UTC (Hinnant), ISO-8601, Durações e Backoff
26.1. Por que existe a lib time? (O problema real e a filosofia Ridgun)
«Por que preciso de uma lib
timeescrita de raiz em Ridgun puro em vez de ligar uma biblioteca C tradicional?»
Essa é a primeira pergunta que qualquer engenheiro de sistemas faz ao chegar à time. E a resposta resume toda a filosofia do ridgun-libs:
Sejamos sinceros: as funções de data da libc (localtime, gmtime, mktime) dependem de estado global mutável (TZ), não são seguras entre threads e falham frequentemente nas regras de anos bissextos.
A lib time implementa o algoritmo de calendário civil gregoriano proléptico em $O(1)$ de Howard Hinnant, formatação e análise estrita ISO-8601 / RFC 3339 (YYYY-MM-DDTHH:MM:SSZ), durações legíveis (1h 1m 1s 5ms) e cálculo de exponential backoff limitado.
Num ecossistema tradicional, resolver as tarefas do domínio TIME implica arrastar dependências externas em C, lidar com ponteiros brutos, conversões opacas de tipos, exceções não verificadas ou pausas imprevisíveis do coletor de lixo. Em Ridgun, a lib time (src/main/ridgun/lib/time.rg) aborda o problema com quatro princípios inegociáveis:
- Declare
import time(ouimport time as alias) no início do ficheiro: cada lib define o seu espaço de nomesmodule :: timee em modo--strictas funções multi-palavra são sempre invocadas com espaços naturais. - Encadeie os seus pipelines da esquerda para a direita com
->: escrevaentrada passo um -> passo dois -> resultado, use máscaras(+ _ _ +)para desestruturar sequências e omita_ =em instruções sequenciais (ou descarte com-> ()). - Recursão de cauda com TCO (Tail-Call Optimization): todas as travessias internas da
timesão compiladas para ciclos nativos em espaço de pilha $O(1)$. - Memória determinística (
RMM1/RMM2): cada estrutura intermédia é libertada no instante exato em que termina a sua última leitura, sem Garbage Collector.
26.2. Artefactos nativos, importação e catálogo completo da API de time
No ridgun-libs, time é uma lib de primeira classe localizada em src/main/ridgun/lib/time.rg (domínio TIME). Ao compilar com stable bundle, é empacotada em três formatos nativos:
| Artefacto | Caminho | Finalidade |
|---|---|---|
| Bundle Ridgun | target/bundles/time.rglib | Distribuição e importação direta com import time |
| Ficheiro compilado | target/time.rgc | Artefacto intermédio verificado pelo ridgunc |
| Objeto partilhado ELF64 | target/libtime.so | Biblioteca dinâmica nativa sem dependências de C nem libc |
Cada lib declara o seu próprio espaço de nomes com
module :: time: basta escreverimport time(ouimport time as alias) no topo e invocar as suas funções com espaços naturais (minha funcao x) e pipelines->(x minha funcao -> resultado).
26.2.1. Resumo das famílias funcionais da time
| Assinatura / Função / Tipo | O que faz e quando usar |
|---|---|
time epoch to utc / time utc to epoch | Conversão em $O(1)$ entre segundos Unix epoch e (year, month, day, hour, min, sec) |
time is leap year / time days in month / time day of week | Regras de ano bissexto (400 / 100 / 4), dias do mês e dia ISO da semana (1=Seg..7=Dom) |
time format iso8601 / time parse iso8601 | Formata e valida marcas YYYY-MM-DDTHH:MM:SSZ (-1 em datas inválidas como 30 de fev) |
time format duration ms / time backoff ms | Durações legíveis e tempos de espera exponenciais limitados $base \cdot 2^{attempt}$ |
26.2.2. Catálogo exaustivo de tipos e assinaturas em src/main/ridgun/lib/time.rg
Abaixo encontra-se o inventário completo de tipos algébricos (type), operadores (op ::) e assinaturas de funções (fn ::) definidos em src/main/ridgun/lib/time.rg (0 tipos, 0 operadores e 26 funções):
| # | Função / Assinatura (fn ::) | Tipo de Retorno |
|---|---|---|
1 | fn :: time is leap year Int | Bool |
2 | fn :: tm feb days Int | Int |
3 | fn :: time days in month Int Int | Int |
4 | fn :: tm adj year Int Int | Int |
5 | fn :: tm calc era Int | Int |
6 | fn :: tm calc mp Int | Int |
7 | fn :: tm days from civil Int Int Int | Int |
8 | fn :: time day of week Int Int Int | Int |
9 | fn :: time utc to epoch Int Int Int Int Int Int | Int |
10 | fn :: tm z era Int | Int |
11 | fn :: tm mp to month Int | Int |
12 | fn :: tm finish year Int Int | Int |
13 | fn :: tm civil from days Int Int Int Int | Int Int Int Int Int Int |
14 | fn :: time epoch to utc Int | Int Int Int Int Int Int |
15 | fn :: tm pad2 Int | String |
16 | fn :: tm pad4 Int | String |
17 | fn :: tm fmt utc tuple (Int Int Int Int Int Int) | String |
18 | fn :: time format iso8601 Int | String |
19 | fn :: tm all digits String Int Int | Bool |
20 | fn :: tm is sep at String Int Int Int | Bool |
21 | fn :: tm parse iso8601 len String Int | Int |
22 | fn :: time parse iso8601 String | Int |
23 | fn :: tm join part String Int String | String |
24 | fn :: time format duration ms Int | String |
25 | fn :: tm pow2 loop Int Int Int | Int |
26 | fn :: time backoff ms Int Int Int | Int |
26.3. Explorando a time a fundo: Exemplos passo a passo de cada funcionalidade
Não basta ver a tabela de assinaturas: vamos explorar cada uma das funcionalidades da lib time através de exemplos progressivos e executáveis em Ridgun. Começaremos pelas duas receitas tabulares de uso diário e depois percorreremos em detalhe todos os cenários funcionais, transformações e casos de fronteira verificados em src/test/ridgun/test time.rg.
26.3.1. Exemplo 1: Fluxo principal em estilo tabular com time
Repare como em Ridgun os sinais = e os passos de transformação com time ficam alinhados como uma tabela limpa, sem variáveis mutáveis desnecessárias nem efeitos colaterais ocultos:
import time
fn :: registrar evento temporal Int => String Int String
registrar evento temporal epoch_s =
epoch_s time format iso8601 -> iso
time day of week 2026 10 27 -> sem
3661005 time format duration ms -> dur
(iso, sem, dur)
26.3.2. Exemplo 2: Composição segura e tratamento de casos de fronteira
Todas as funções da lib time foram desenhadas para se comporem com guardas booleanas | e com as restantes 32 libs do ridgun-libs:
import time
fn :: planificar reintentos => [Int]
planificar reintentos =
[time backoff ms 0 100 5000, time backoff ms 1 100 5000, time backoff ms 2 100 5000, time backoff ms 9 100 5000]
26.3.3. Exemplo 3: Calendário civil UTC de Howard Hinnant, anos bissextos, dia da semana e conversão ISO-8601 / RFC 3339 (time format iso8601, time parse iso8601)
Neste exemplo prático exploramos de forma exaustiva como a time se comporta neste bloco funcional, incluindo entradas padrão, combinações de parâmetros e valores limite:
fn :: test utc calendar and iso8601 => ()
test utc calendar and iso8601 =
-- Gregorian 4/100/400 leap year rules
assert true (time is leap year 1600) "AC1: 1600 divisible by 400 is leap"
assert false (time is leap year 1700) "AC1: 1700 divisible by 100 not leap"
assert false (time is leap year 1800) "AC1: 1800 divisible by 100 not leap"
assert false (time is leap year 1900) "AC1: 1900 divisible by 100 not leap"
assert true (time is leap year 2000) "AC1: 2000 divisible by 400 is leap"
assert true (time is leap year 2024) "AC1: 2024 divisible by 4 is leap"
assert false (time is leap year 2026) "AC1: 2026 not leap"
assert true (time is leap year 2400) "AC1: 2400 divisible by 400 is leap"
-- Month lengths & out-of-range month safety
assert int equals (time days in month 2024 2) 29 "AC1: Feb 2024 == 29"
assert int equals (time days in month 2026 2) 28 "AC1: Feb 2026 == 28"
assert int equals (time days in month 2026 1) 31 "AC1: Jan == 31"
assert int equals (time days in month 2026 4) 30 "AC1: Apr == 30"
assert int equals (time days in month 2026 6) 30 "AC1: Jun == 30"
assert int equals (time days in month 2026 9) 30 "AC1: Sep == 30"
assert int equals (time days in month 2026 11) 30 "AC1: Nov == 30"
assert int equals (time days in month 2026 12) 31 "AC1: Dec == 31"
assert int equals (time days in month 2026 0) 0 "AC1: month 0 -> 0"
assert int equals (time days in month 2026 13) 0 "AC1: month 13 -> 0"
-- Day of week (0=Sunday .. 6=Saturday)
assert int equals (time day of week 1970 1 1) 4 "AC1: 1970-01-01 was Thursday (4)"
assert int equals (time day of week 2000 1 1) 6 "AC1: 2000-01-01 was Saturday (6)"
assert int equals (time day of week 2026 10 24) 6 "AC1: 2026-10-24 is Saturday (6)"
-- Famous Unix epoch milestones: 0, 1000000000 (2001-09-09T01:46:40Z), Y2038 (2147483647 -> 2038-01-19T03:14:07Z)
assert int equals (time utc to epoch 1970 1 1 0 0 0) 0 "AC2: Unix epoch 0"
assert str eq (time format iso8601 0) "1970-01-01T00:00:00Z" "AC2: format epoch 0"
assert str eq (time format iso8601 1000000000) "2001-09-09T01:46:40Z" "AC2: format billennium 1000000000"
assert int equals (time parse iso8601 "2001-09-09T01:46:40Z") 1000000000 "AC2: parse billennium"
assert str eq (time format iso8601 2147483647) "2038-01-19T03:14:07Z" "AC2: 64-bit Y2038 boundary 2147483647"
assert int equals (time parse iso8601 "2038-01-19 03:14:07") 2147483647 "AC2: RFC 3339 space separator without Z"
ts = time utc to epoch 2026 10 22 10 20 59
iso = time format iso8601 ts
assert str eq iso "2026-10-22T10:20:59Z" "AC2: format 2026-10-22T10:20:59Z"
assert int equals (time parse iso8601 iso) ts "AC2: parse roundtrip"
tup = time epoch to utc ts
assert int equals (utc y tup) 2026 "AC1: year 2026"
assert int equals (utc m tup) 10 "AC1: month 10"
assert int equals (utc d tup) 22 "AC1: day 22"
assert int equals (utc hh tup) 10 "AC1: hour 10"
assert int equals (utc mm tup) 20 "AC1: minute 20"
assert int equals (utc ss tup) 59 "AC1: second 59"
-- Negative validation on invalid calendar dates and timestamps
assert int equals (time parse iso8601 "2026-13-01T00:00:00Z") (0 - 1) "AC2: invalid month 13 -> -1"
assert int equals (time parse iso8601 "2026-00-01T00:00:00Z") (0 - 1) "AC2: invalid month 00 -> -1"
assert int equals (time parse iso8601 "2026-02-29T00:00:00Z") (0 - 1) "AC2: 2026-02-29 non-leap -> -1"
assert true ((time parse iso8601 "2024-02-29T00:00:00Z") > 0) "AC2: 2024-02-29 leap year valid"
assert int equals (time parse iso8601 "2026-04-31T00:00:00Z") (0 - 1) "AC2: April 31 -> -1"
assert int equals (time parse iso8601 "2026-01-01T24:00:00Z") (0 - 1) "AC2: hour 24 -> -1"
assert int equals (time parse iso8601 "2026-01-01T00:60:00Z") (0 - 1) "AC2: minute 60 -> -1"
assert int equals (time parse iso8601 "2026-01-01T00:00:60Z") (0 - 1) "AC2: second 60 -> -1"
assert int equals (time parse iso8601 "malformed") (0 - 1) "AC2: malformed -> -1"
()
26.3.4. Exemplo 4: Formatação e leitura de durações legíveis (1d2h3m4s500ms) e backoff exponencial limitado (time exp backoff ms)
Neste exemplo prático exploramos de forma exaustiva como a time se comporta neste bloco funcional, incluindo entradas padrão, combinações de parâmetros e valores limite:
fn :: test durations and backoff => ()
test durations and backoff =
assert str eq (time format duration ms 0) "0ms" "AC3: 0ms"
assert str eq (time format duration ms (0 - 50)) "0ms" "AC3: negative ms -> 0ms"
assert str eq (time format duration ms 450) "450ms" "AC3: 450ms"
assert str eq (time format duration ms 1000) "1s" "AC3: exact 1s omits 0ms"
assert str eq (time format duration ms 60000) "1m" "AC3: exact 1m"
assert str eq (time format duration ms 3600000) "1h" "AC3: exact 1h"
assert str eq (time format duration ms 3661005) "1h 1m 1s 5ms" "AC3: 1h 1m 1s 5ms"
assert int equals (time backoff ms (0 - 1) 100 5000) 100 "AC3: negative attempt -> base_ms"
assert int equals (time backoff ms 0 100 5000) 100 "AC3: attempt 0 -> 100"
assert int equals (time backoff ms 1 100 5000) 200 "AC3: attempt 1 -> 200"
assert int equals (time backoff ms 3 100 5000) 800 "AC3: attempt 3 -> 800"
assert int equals (time backoff ms 10 100 5000) 5000 "AC3: clamped at max_ms 5000"
assert int equals (time backoff ms 3 0 5000) 0 "AC3: base_ms <= 0 -> 0"
assert int equals (time backoff ms 3 500 200) 500 "AC3: max_ms <= base_ms -> base_ms"
()
26.3.5. Exemplo 5: Escalonador de novas tentativas com backoff exponencial e janela de auditoria ISO-8601 (time parse iso8601, time format duration, time exp backoff ms)
Neste exemplo prático exploramos de forma exaustiva como a time se comporta neste bloco funcional, incluindo entradas padrão, combinações de parâmetros e valores limite:
import time
fn :: planificar ventana reintentos (iso_inicio : String) => (String, String, Int, Int)
planificar ventana reintentos iso_inicio =
epoch_0 = time parse iso8601 iso_inicio
espera_1 = time exp backoff ms 0 200 10000
espera_4 = time exp backoff ms 4 200 10000
dur_txt = time format duration (espera_1 + espera_4)
iso_fin = time format iso8601 (epoch_0 + 3600)
(iso_fin, dur_txt, espera_1, espera_4)
26.4. Debaixo do capô: como a time é construída em Ridgun puro (src/main/ridgun/lib/time.rg)
Uma das maiores vantagens do ridgun-libs é que não existem caixas-pretas em C. Pode abrir src/main/ridgun/lib/time.rg e ler exatamente como cada operação é implementada usando pattern matching, árvores de guardas | / |. e recursão de cauda (TCO). Vejamos as peças-chave da sua implementação real:
26.4.1. Implementação interna: Leap Year, Month Length & Day of Week
Observe como time.rg estrutura primeiro as assinaturas fn :: ... => ... e resolve cada caso através de equações alinhadas e chamadas de cauda:
module :: time
fn :: time is leap year Int => Bool
time is leap year year =
| (year % 400) == 0 = True
| (year % 100) == 0 = False
| (year % 4) == 0 = True
| otherwise = False
fn :: tm feb days Int => Int
tm feb days year =
| time is leap year year = 29
| otherwise = 28
fn :: time days in month Int Int => Int
time days in month year month =
| month < 1 or month > 12 = 0
| month == 2 = tm feb days year
| month == 4 or month == 6 or month == 9 or month == 11 = 30
| otherwise = 31
26.4.2. Implementação interna: Howard Hinnant Civil Calendar <-> Epoch Days
Observe como time.rg estrutura primeiro as assinaturas fn :: ... => ... e resolve cada caso através de equações alinhadas e chamadas de cauda:
fn :: tm adj year Int Int => Int
tm adj year y m =
| m <= 2 = y - 1
| otherwise = y
fn :: tm calc era Int => Int
tm calc era y_adj =
| y_adj >= 0 = y_adj / 400
| otherwise = (y_adj - 399) / 400
fn :: tm calc mp Int => Int
tm calc mp m =
| m > 2 = m - 3
| otherwise = m + 9
fn :: tm days from civil Int Int Int => Int
tm days from civil y m d =
tm adj year y m -> y_adj
y_adj tm calc era -> era
y_adj - (era * 400) -> yoe
m tm calc mp -> mp
(((153 * mp) + 2) / 5) + d - 1 -> doy
(yoe * 365) + (yoe / 4) - (yoe / 100) + doy -> doe
(era * 146097) + doe - 719468
fn :: time day of week Int Int Int => Int
time day of week year month day =
tm days from civil year month day -> z
(((z + 4) % 7) + 7) % 7
fn :: time utc to epoch Int Int Int Int Int Int => Int
time utc to epoch y m d hh mm ss =
| m < 1 or m > 12 = 0 - 1
| d < 1 or d > (time days in month y m) = 0 - 1
| hh < 0 or hh > 23 = 0 - 1
| mm < 0 or mm > 59 = 0 - 1
| ss < 0 or ss > 59 = 0 - 1
| otherwise =
days = tm days from civil y m d
(days * 86400) + (hh * 3600) + (mm * 60) + ss
fn :: tm z era Int => Int
tm z era z_shift =
| z_shift >= 0 = z_shift / 146097
| otherwise = (z_shift - 146096) / 146097
fn :: tm mp to month Int => Int
tm mp to month mp =
| mp < 10 = mp + 3
| otherwise = mp - 9
fn :: tm finish year Int Int => Int
tm finish year y0 m =
| m <= 2 = y0 + 1
| otherwise = y0
fn :: tm civil from days Int Int Int Int => Int Int Int Int Int Int
tm civil from days z hh mm ss =
z_shift = z + 719468
era = tm z era z_shift
doe = z_shift - (era * 146097)
yoe = (doe - (doe / 1460) + (doe / 36524) - (doe / 146096)) / 365
y0 = yoe + (era * 400)
doy = doe - ((365 * yoe) + (yoe / 4) - (yoe / 100))
mp = ((5 * doy) + 2) / 153
d = doy - (((153 * mp) + 2) / 5) + 1
m = tm mp to month mp
y = tm finish year y0 m
(y, m, d, hh, mm, ss)
fn :: time epoch to utc Int => Int Int Int Int Int Int
time epoch to utc epoch_sec =
rem_raw = ((epoch_sec % 86400) + 86400) % 86400
days = (epoch_sec - rem_raw) / 86400
hh = rem_raw / 3600
mm = (rem_raw % 3600) / 60
ss = rem_raw % 60
tm civil from days days hh mm ss
26.4.3. Implementação interna: ISO-8601 / RFC 3339 Formatting & Parsing
Observe como time.rg estrutura primeiro as assinaturas fn :: ... => ... e resolve cada caso através de equações alinhadas e chamadas de cauda:
fn :: tm pad2 Int => String
tm pad2 n =
| n < 10 = "0" + (int to str n)
| otherwise = int to str n
fn :: tm pad4 Int => String
tm pad4 n =
| n < 10 = "000" + (int to str n)
| n < 100 = "00" + (int to str n)
| n < 1000 = "0" + (int to str n)
| otherwise = int to str n
fn :: tm fmt utc tuple (Int Int Int Int Int Int) => String
tm fmt utc tuple (y, m, d, hh, mm, ss) =
(tm pad4 y) + "-" + (tm pad2 m) + "-" + (tm pad2 d) + "T" + (tm pad2 hh) + ":" + (tm pad2 mm) + ":" + (tm pad2 ss) + "Z"
fn :: time format iso8601 Int => String
time format iso8601 epoch_sec = epoch_sec time epoch to utc -> tm fmt utc tuple
fn :: tm all digits String Int Int => Bool
tm all digits s idx end_idx =
| idx >= end_idx = True
| (str char at s idx) < 48 or (str char at s idx) > 57 = False
| otherwise = tm all digits s (idx + 1) end_idx
fn :: tm is sep at String Int Int Int => Bool
tm is sep at s idx c1 c2 =
ch = str char at s idx
(ch == c1) or (ch == c2)
fn :: tm parse iso8601 len String Int => Int
tm parse iso8601 len s n =
| n < 19 or n > 20 = 0 - 1
| not (tm all digits s 0 4) = 0 - 1
| (str char at s 4) != 45 = 0 - 1
| not (tm all digits s 5 7) = 0 - 1
| (str char at s 7) != 45 = 0 - 1
| not (tm all digits s 8 10) = 0 - 1
| not (tm is sep at s 10 84 32) = 0 - 1
| not (tm all digits s 11 13) = 0 - 1
| (str char at s 13) != 58 = 0 - 1
| not (tm all digits s 14 16) = 0 - 1
| (str char at s 16) != 58 = 0 - 1
| not (tm all digits s 17 19) = 0 - 1
| n == 20 and (str char at s 19) != 90 = 0 - 1
| otherwise =
y = str to int (str slice s 0 4)
m = str to int (str slice s 5 7)
d = str to int (str slice s 8 10)
hh = str to int (str slice s 11 13)
mm = str to int (str slice s 14 16)
ss = str to int (str slice s 17 19)
time utc to epoch y m d hh mm ss
fn :: time parse iso8601 String => Int
time parse iso8601 s = tm parse iso8601 len s (str len s)
26.4.4. Implementação interna: Human-Readable Duration & Exponential Backoff
Observe como time.rg estrutura primeiro as assinaturas fn :: ... => ... e resolve cada caso através de equações alinhadas e chamadas de cauda:
fn :: tm join part String Int String => String
tm join part acc val unit =
| val <= 0 = acc
| (str len acc) == 0 = (int to str val) + unit
| otherwise = acc + " " + (int to str val) + unit
fn :: time format duration ms Int => String
time format duration ms ms =
| ms <= 0 = "0ms"
| otherwise =
h = ms / 3600000
m = (ms % 3600000) / 60000
s = (ms % 60000) / 1000
rm = ms % 1000
p1 = tm join part "" h "h"
p2 = tm join part p1 m "m"
p3 = tm join part p2 s "s"
tm join part p3 rm "ms"
fn :: tm pow2 loop Int Int Int => Int
tm pow2 loop rem cur max_ms =
| rem <= 0 or cur >= max_ms =
| cur > max_ms = max_ms
| otherwise = cur |.
| otherwise = tm pow2 loop (rem - 1) (cur * 2) max_ms
fn :: time backoff ms Int Int Int => Int
time backoff ms attempt base_ms max_ms =
| base_ms <= 0 = 0
| max_ms <= base_ms = base_ms
| attempt <= 0 = base_ms
| otherwise = tm pow2 loop attempt base_ms max_ms
26.5. Garantias algorítmicas, memória RMM1/RMM2 e as 5 Regras de Ouro da time
- Garantia algorítmica e de segurança: Conversão de calendário em $O(1)$ sem ciclos ano a ano e validação estrita de dias por mês (rejeitando 29 de fevereiro em anos não bissextos).
- Complexidade de pilha $O(1)$ com TCO: Todos os ciclos recursivos em
src/main/ridgun/lib/time.rgestão em posição de cauda, pelo que oridguncos compila para saltos nativos sem crescimento de pilha. - Memória determinística (
RMM1/RMM2): Zero pausas de coletor de lixo; todas as estruturas intermédias são libertadas de forma determinística à saída do escopo. - Verificação contínua: Testada exaustivamente com
stable checke pela suite automatizadasrc/test/ridgun/test time.rg.
As 5 Regras de Ouro ao programar com a time
- Declare
import timeno início do ficheiro e aproveite a equivalência entre espaços e underscores para que o seu código se leia como prosa. - Alinhe os seus pipelines de dados com
=: encadeie as chamadas àtimeem passos nomeados e deixe ostable formatalinhar as colunas. - Aproveite as funções totais da
timenas suas guardas|: verifique os valores de retorno ou desempacote os ADTs com pattern matching em vez de assumir que a entrada externa é sempre válida. - Evite copiar grandes estruturas se só precisa de consultar um campo: lembre-se de que no
RMM2os argumentos de entrada não incrementam nem decrementam contadores (+0/-0). - Combine a
timecomtest(import test): escreva sempre asserções comassert equalsouassert truepara fixar os invariantes do seu domínio.
No Capítulo 27 passaremos a explorar em profundidade a lib uuid (A lib uuid — RFC 9562 UUIDv4/UUIDv7, FNV-1a, Adler-32, CRC-32 e PRNG).