stable_clock 与 system_clock 之间的区别？

Question

我试图通过查看数据的时间戳来查看我的数据是否为 ​​120 秒，所以我有以下代码：

uint64_t now = duration_cast<milliseconds>(steady_clock::now().time_since_epoch()).count();
bool is_old = (120 * 1000 < (now - data_holder->getTimestamp()));

在上面的代码中data_holder->getTimestamp()是 uint64_t，它以毫秒为单位返回时间戳。

现在，当我打印出now变量值时，我看到了这个10011360 ，当我打印出data_holder->getTimestamp()值时，它是1437520382241所以现在和数据持有者时间戳的差异应该是负数，对吧？ 为什么它会像下面的日志中显示的那样积极？

2015-07-21 16:13:02,530 WARN 0x7f35312d1700 data_check - now value: 10011360 , data holder timestamp: 1437520382241 , difference: 18446742636199180735

我上面的代码看起来正确吗？ 从上面的数据持有者时间戳来看，它看起来不是 120 秒的旧数据，所以我觉得我的代码有问题？ 因为如果我将该数据持有者时间戳转换为实际时间（使用纪元转换器），然后将其与日志时间进行比较，如上所示，它几乎相同。

我正在使用steady_clock如上所示。 我需要在这里使用system_clock吗？ 用外行术语来说， steady_clock与system_clock之间有什么区别。 我在 Ubuntu 14.04 机器上运行此代码。

Answer 1

以相反的顺序回答问题：

用外行术语来说， steady_clock与system_clock之间有什么区别。

如果你手里拿着一个system_clock ，你会称它为watch ，它会告诉你现在几点了。

如果你手里拿着一个steady_clock ，你会称它为秒表，它会告诉你某人跑了一圈有多快，但它不会告诉你现在steady_clock了。

如果必须的话，你可以用你的手表给某人跑一圈计时。 但是，如果您的手表（如我的）定期与另一台机器（例如 Boulder CO 的原子钟）通信以将自身更正为当前时间，则可能会在计时该圈时出现小错误。 秒表不会犯那个错误，但它也不能告诉你正确的当前时间是什么。

我上面的代码看起来正确吗？

不。即使它给了你合理的答案，我也不会说它是对的。 不要难过，这是很多人在使用<chrono>库时犯的初学者错误。

我对<chrono>库遵循一个简单的规则。 该规则实际上并不完全正确（因此它是一个指导方针）。 但它足以纠正成为几乎总是遵循的准则：

不要使用count() 。

一个推论：

不要使用time_since_epoch() 。

<chrono>库是围绕类型安全系统设计的，旨在保护您免受单位转换错误的影响。 如果您不小心尝试了不安全的转换，则会在编译时捕获错误（而不是运行时错误）。

成员函数count()和time_since_epoch()是这种类型安全系统的“逃生舱”……仅在紧急情况下使用。 当（例如）委员会忽略为您提供完成<chrono>类型的工作（例如 I/O）所需的所有工具时，就会出现这种紧急情况，或者例如需要与其他一些计时 API 接口通过整数。

检查您的代码和其他代码以使用count()和time_since_epoch()并仔细检查这些函数的每次使用：有什么方法可以重写代码以消除它们的使用？

查看代码的第一行：

uint64_t now = duration_cast<milliseconds>(steady_clock::now().time_since_epoch()).count();

now是一个time_point （来自steady_clock ）。 它的单位是milliseconds ，但此时我不相信这些单位很重要。 重要的是now是从time_point检索的steady_clock ：

auto now = steady_clock::now();

你的第二行更复杂：

bool is_old = (120 * 1000 < (now - data_holder->getTimestamp()));

让我们从data_holder->getTimestamp() ：如果您可以修改getTimestamp() ，您应该修改它以返回time_point而不是uint64_t 。 为此，您必须知道正确的单位（您所做的 - 毫秒），并且您必须知道正确的纪元。 纪元是衡量毫秒数的时间点。

在这种情况下，1437520382241ms 大约是 45.6 年。 假设这是最近的时间戳，45.6 年前非常接近 1970-01-01。 事实证明， system_clock()每个实现都使用 1970-01-01 作为它的纪元（尽管每个实现从这个纪元开始计算不同的单位）。

因此，要么修改getTimestamp()返回一个time_point<system_clock, milliseconds> ，或包裹的返回getTimestamp()与time_point<system_clock, milliseconds> ：

auto dh_ts = system_clock::time_point{milliseconds{data_holder->getTimestamp()}};

现在你的第二行是：

bool is_old = (120 * 1000 < (now - dh_ts));

另一个很好的指导方针：

如果您在<chrono>代码中看到转换系数，那么您就做错了。 <chrono>生活做了转换你。

bool is_old = (minutes{2} < (now - dh_ts));

下一步是风格化的，但现在你的代码足够简单，可以去掉多余的括号，如果这对你有吸引力的话：

bool is_old = minutes{2} < now - dh_ts;

如果您能够修改getTimestamp()以返回类型安全值，则此代码也可能如下所示：

bool is_old = minutes{2} < now - data_holder->getTimestamp();

唉，不管怎样，这仍然不能编译！ 错误消息应该说明在now和dh_ts之间没有有效的operator-() 。

这是类型安全系统，它可以帮助您避免运行时错误！

的问题是， time_point从s system_clock不能从减去time_point期从steady_clock （因为两个具有不同的时期）。 所以你必须切换到：

auto now = system_clock::now();

把它们放在一起：

#include <chrono>
#include <cstdint>
#include <memory>

struct DataHolder
{
    std::chrono::system_clock::time_point
    getTimestamp()
    {
        using namespace std::chrono;
        return system_clock::time_point{milliseconds{1437520382241}};
    }
};

int
main()
{
    using namespace std;
    using namespace std::chrono;
    auto data_holder = std::unique_ptr<DataHolder>(new DataHolder);

    auto now = system_clock::now();
    bool is_old = minutes{2} < now - data_holder->getTimestamp();
}

在 C++14 中，最后一行可以更简洁一点：

    bool is_old = 2min < now - data_holder->getTimestamp();

总之：

• 拒绝使用count() （I/O 除外）。
• 拒绝使用time_since_epoch() （I/O 除外）。
• 拒绝使用转换因子（如 1000）。
• 与它争论直到它编译。

如果您在以上四点中取得成功，您很可能不会遇到任何运行时错误（但您会得到应有的编译时错误）。

Answer 2

第一件事

您看到正值的原因是无符号整数环绕。 试试这个，看看：

std::cout << static_cast <uint64_t> (-1) << std::endl;

getTimestamp()返回的值是预期的吗？ 如果没有，如果没有看到getTimestamp()的实现，就很难看出哪里出了问题。 看起来时间戳不是使用相同的时钟测量的。

稳定与系统时间

稳定时钟最适合测量时间间隔。 从cppreference.com引用：

类 std::chrono::steady_clock 表示单调时钟。 这个时钟的时间点不会随着物理时间的向前移动而减少。 此时钟与挂钟时间无关，最适合测量间隔。

与 system_clock 不同，它不是单调的（即，如果用户更改主机上的时间，时间会减少。）

Answer 3

1. stable_clock 使用系统启动时间作为它的纪元，system_clock 使用 1970-1-1 00:00 作为它的纪元，所以它们之间没有办法做任何数学运算，这是没有意义的。

2. 在 2 个无符号整数之间做任何减法之前，请确保被减数大于被减数。

Answer 4

第一个问题，负整数会隐式转换uint64_t类型的整数，变成一个巨大的正整数。

第二个问题，system_clock 是一个系统范围的实时时钟，如果你修改了 system_clock 的返回时间改变了系统时间。 stable_clock 是物理时间，因此您无法更改它。

Answer 5

也许，最显着的区别是std::chrono:system_clock的起始时刻是 01.01.1970，即所谓的 UNIX-epoch。 另一方面，对于std::chrono::steady_clock通常是 PC 的启动时间，它最适合测量间隔。