CLOCK_REALTIME有什么用途？ gettime

尽管存在不完美，CLOCK_REALTIME应该是系统对当前UTC或民用时间的最佳估计。它是系统显示与您手表、墙上的时钟、手机或收听广播电台的时间相同的基础。(显示确实涉及从UTC到本地时间的转换；稍后再讲解此问题。)

但是，如果CLOCK_REALTIME将与现实世界中的UTC时间匹配，至少存在两个相当重要的问题：

如果有人意外设置了您计算机上的时钟，怎么办？他们将不得不进行修复，而修复可能涉及时间跳跃。特别是如果错误很大（如几小时或几天），几乎没有办法避免。
大多数计算机不幸地无法表示闰秒。因此，当现实世界中出现闰秒时，大多数计算机时钟必须稍微调整一下。

当你阅读到CLOCK_REALTIME可能会有不连续性，可能会向前或向后跳跃时，这不是一个错误，而是一个特性：CLOCK_REALTIME必须具备这些可能性，以应对现实世界中的闰秒和偶尔出错的时钟。

因此，如果您正在编写的代码需要与现实世界中的时间匹配，无论它是否存在缺陷，CLOCK_REALTIME都是您想要的。但是，最好以这样的方式编写代码，即使系统时钟偶尔向前或向后跳跃，它也能表现得相当优雅（不会崩溃或做出奇怪的事情）。

正如您可能从参考的其他问题中了解到的那样，CLOCK_MONOTONIC保证每秒恰好向前步进一秒，没有跳跃或不连续性，但是时钟的绝对值并不重要。如果CLOCK_MONOTONIC的值为13:05，则并不意味着它刚刚在下午一点过一分，通常意味着计算机已经运行了13小时5分钟。

如果你只对相对时间感兴趣，那么CLOCK_MONOTONIC就足够了。特别是，如果你想计算某些操作的持续时间，从结束时间减去开始时间，最好使用CLOCK_MONOTONIC值，因为它们不会因为某种时间跳变（可能会影响CLOCK_REALTIME）而给出错误的答案。

简而言之，正如评论中所说，如果你需要绝对时间，就需要使用CLOCK_REALTIME，而如果你需要相对时间，使用CLOCK_MONOTONIC更好。

现在，再来说几点。

如前所述，CLOCK_REALTIME并不完全是“墙上时间”，因为它实际上处理的是UTC时间。它使用了著名（臭名昭著？）的Unix/Posix representation，表示自1970年以来的UTC秒数。例如，CLOCK_REALTIME值为1457852399，对应于2016年3月13日06:59:59 UTC时间。在我所在的地方，比格林威治西五个小时，这对应于当地时间01:59:59。但是一秒钟后，对我来说并不是凌晨2点！实际上，1457852399 + 1 = 1457852400对应于03:00:00东部时间，因为那时候夏令时在这里开始。

我曾经建议，如果你的时钟出错了，时间跳跃是修复它的唯一方法，但这并不完全正确。如果你的时钟只有轻微偏差，通过“缓慢调整”时间（略微改变时钟频率）是可以逐渐纠正它的，这样几分钟或几小时后，它就会漂移到正确的时间而无需跳跃。这就是NTP试图做到的，尽管根据其配置，它可能只愿意为相对较小的错误进行这样的操作。

我说CLOCK_MONOTONIC通常是计算机运行时间。但这并不被标准保证；所有标准都只是说CLOCK_MONOTONIC计算自某个任意时间点以来的时间。在将CLOCK_MONOTONIC实现为系统运行时间的系统上，有两种解释：它是自启动以来的时间，还是系统已经运行的时间（即减去任何睡眠或挂起的时间）？在许多系统上，还有另一个时钟CLOCK_BOOTTIME，它计算自启动以来的时间（无论是否处于开机或挂起状态），而CLOCK_MONOTONIC仅计算系统运行时间。

我说过，“CLOCK_MONOTONIC保证每秒恰好向前跳一秒”，但这可能也不完全正确。如果你的计算机正在进行时间调整操作，试图逐渐纠正绝对时间误差，那么实际情况可能是CLOCK_MONOTONIC暂时以1.001秒/秒、0.999秒/秒或类似的速度步进。差异通常会很小，但如果这对你很重要，一些系统还有其他类型的时钟可供使用，如CLOCK_MONOTONIC_RAW，据说没有这种扰动。

最后，如果您想要跟踪准确的时间，并且想要避免在闰秒时出现跳跃或间断，那么您会遇到问题，因为传统的Unix/Linux（以及Windows和其他所有）计算机系统对闰秒的处理非常不好。在最近的（4.x？）Linux内核下，有一个CLOCK_TAI可能会有所帮助。一些实验性系统可能会实现另一个时钟CLOCK_UTC，它可以正确处理带有闰秒的UTC时间。然而，这两种方法都有一些其他的成本，而且您必须真正知道自己在做什么才能有效地使用它们，至少在当前的支持水平下是如此。有关更多信息，请参见LEAPSECS邮件列表。

夏令时是墙上挂钟时间可能向前或向后跳动的一个例子。还要注意，答案明确指出，“这是系统的猜测”，当它确定先前的猜测错误时，会再次进行猜测。 - Jongware

@Bionix1441，这就是整个重点，每种时钟类型都有不同的用途，单调时钟适用于测量经过的时间（想一想 - 某事花费了多长时间？），实时时钟作为时间指示器很有用（想一想 什么时候 发生了什么？）由于其设计方式，实时时钟不适合测量经过的时间（因为它可以前进和后退）。 - Nim

@RadLexus 夏令时不是可能使CLOCK_REALTIME向前或向后跳的示例。 - Steve Summit

@RadLexus：不，时钟的状态不考虑时区（包括夏令时）；只有当它的状态被转换成人类可读的形式时，时区才可能被应用。时区是在此基础上的额外“层”，这就是为什么你在GUI上看到它“跳动”的原因。但是CLOCK_REALTIME本身并不会在时区更改（或夏令时的开始/结束）时跳动。 - Lightness Races in Orbit

听起来你现在明白了，但对于其他人想知道的人：人类可读时间会在夏令时切换时跳跃，但 CLOCK_REALTIME（例如它所基于的Unix/Posix时间）不会。CLOCK_REALTIME是UTC时间，没有时区或夏令时。它稍后被转换为人类可读时间，并在那里引入时区和夏令时偏移量。 - Steve Summit

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非常出色的回答。以易于理解的方式涵盖了所有要点。 - Lightness Races in Orbit

这就是NTP试图做的事情，尽管结果是它只愿意为那些相当小的错误（比如不到一秒钟）进行校正。这完全可以在你的NTP客户端进行配置。 - Lightness Races in Orbit

@LightnessRacesinOrbit 但我认为其他ntp实现不那么挑剔，所以我调整了措辞。 - Steve Summit

@SteveSummit 很棒的回答。谢谢。 - Bionix1441

就我所知，我不相信将CLOCK_MONOTONIC解释为“系统已经运行的时间”符合POSIX标准：自过去某一时刻以来的时间并不会因为系统休眠而停止计算。 - caf

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