如何获取与系统时间无关的时间差（毫秒）？

Question

我需要在Linux（Ubuntu 14）上计算毫秒级的时间差。

这个时间差需要独立于系统时间，因为应用程序在执行过程中可能会更改它（根据从GPS接收到的数据设置系统时间）。

我已经检查了clock函数，但它对我们来说不起作用，因为它返回程序消耗的处理器时间，而我们需要真实时间。

sysinfo（如此问题中所述）返回自启动以来的秒数，而我们需要毫秒。

并且从/proc/uptime中读取（如此问题中所述）根据我们的测试似乎很慢（考虑到我们想要毫秒级别，而且这个函数被重复调用）。

我们可以使用C++11，但我认为std::chrono也与系统时间有关（如果我错了，请纠正我）。

还有其他方法可以完成这个任务吗？

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我们的性能测试（用于比较/ proc / uptime），100万次重复调用：

gettimeofday：

（不是我们需要的，因为它取决于系统时间）

#include <sys/time.h>

unsigned int GetMs(){
    unsigned int ret = 0;
    timeval ts;
    gettimeofday(&ts,0);
    static long long inici = 0;
    if (inici==0){
        inici = ts.tv_sec;
    }
    ts.tv_sec -= inici;
    ret = (ts.tv_sec*1000 + (ts.tv_usec/1000));
    return ret;
}

时钟：

（无效，返回应用程序使用的滴答数，而非实际时间）

#include <time.h>
unsigned int GetMs(){
    unsigned int ret = 0;
    clock_t t;
    t = clock();
    ret = t / 1000;
    return ret;
}

运行时间：

#include <fstream>
unsigned int GetMs(){
    unsigned int ret = 0;
    double uptime_seconds;
    if (std::ifstream("/proc/uptime", std::ios::in) >> uptime_seconds) {
        ret = (int) (1000 * uptime_seconds);
    }
}

结果：

• gettimeofday：31 毫秒
• clock：153 毫秒
• uptime：6005 毫秒

- Pau Guillamon

Answer 1

您需要的是 std::chrono::steady_clock。

类 std::chrono::steady_clock 表示单调时钟。该时钟的时间点不会随着物理时间向前移动而减少。该时钟与墙上时钟时间无关（例如，它可以是自上次重启以来的时间），最适合用于测量时间间隔。

如果您需要支持 C++98/03 环境，您也可以使用 boost:steady_clock。

- NathanOliver

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感谢您的回答。它完美地运行，并且不依赖于系统时钟，这符合我的要求。然而，根据我的测试，我接受@zwol的答案，因为它更快。在我的嵌入式设备上，1000000次重复调用，std::chrono::steady_clock花费了3523毫秒，而使用CLOCK_MONOTONIC的clock_gettime花费了2184毫秒。 - Pau Guillamon

@PauGuillamon 没问题。很高兴能帮助你。 - NathanOliver

Answer 2

您想要的低级系统原语是使用CLOCK_MONOTONIC“clockid”的clock_gettime函数。

CLOCK_MONOTONIC：表示自某个未指定的起始点以来的单调时间，不能设置。该时钟不受系统时间中断跳跃的影响（例如，如果系统管理员手动更改时钟），但会受到adjtime(3)和NTP执行的增量调整的影响。

（几乎可以肯定，“受adjtime(3)和NTP执行的增量调整的影响”就是您想要的。）

此函数在<time.h>中声明，并且在当前版本的GNU libc中默认可访问。对于旧版本，您可能需要将_POSIX_C_SOURCE定义为大于或等于200809L的值，在包含任何系统头文件之前（不仅仅是在包含time.h之前），您还可能需要将程序链接到-lrt。

clock_gettime返回一个struct timespec，它可以表示单个纳秒的差异；实际精度通常略低，但您应该能够指望毫秒级精度，特别是如果正在运行“调节”系统时钟的程序（例如ntpd）。

- zwol