time.h 中的 time() 是單調的嗎？

Question

我說的是老式的 time() 函數，它以 UTC 時間返回自紀元以來的秒數。 這應該是單調的，對吧？

在我的測試中（見下文），它的運行速度比使用 CLOCK_MONOTONIC 的 clock_gettime 快大約 10 倍，所以我想知道它是否可以用作單調定時器，用於我需要低延遲低分辨率單調定時器的情況。 （例如，斷開服務器上存在時間超過 15 秒的連接）

這是代碼，以防您好奇：

#include <cstdio>
#include <chrono>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <x86intrin.h>

using namespace std;

class Timer {
    std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> start;
public:
    inline double t() {
        auto end = std::chrono::steady_clock::now();
        std::chrono::duration<double> diff = end - start;
        return diff.count();
    }
    inline double milli() { return t() * 1000.0;}
    Timer() :start(std::chrono::steady_clock::now()) {}
};

const int nloop = 10000000;

void cpp_steady() {
    for (int i=0;i<nloop;i++) {
        chrono::steady_clock::time_point t1 = chrono::steady_clock::now();
    }
}

void get_tod() {
    timeval tv;
    for (int i=0;i<nloop;i++) {
        gettimeofday(&tv, 0);
    }
}

void get_clock() {
    for (int i=0;i<nloop;i++) {
        clock_t t = clock();
    }
}

void get_time() {
    int x =0;
    for (int i=0;i<nloop;i++) {
        time_t t = time(0);
        x+=t*3;
    }
    fprintf(stderr,"%d\n",x);    
}

void get_clock_gettime() {
    timespec ts;
    for (int i=0;i<nloop;i++) {
        clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
    }
}

void get_rdtsc() {
    for (int i=0;i<nloop;i++) {
        __rdtsc();
    }
}

void emptyloop() {
    int x=0;
    for (int i=0;i<nloop;i++) {
        x+=3*i;
    }
    fprintf(stderr,"%d\n",x);
}

void measure(const char *name, void (*f)()) {
    Timer t;
    f();
    double dur = t.milli();
    printf(" %-15s : %.3f ms\n", name, dur);
}

int main () {

    measure("cpp_steady", cpp_steady);
    measure("gettimeofday", get_tod);
    //measure("clock", get_clock);  //too fking slow
    measure("time", get_time);
    measure("clock_gettime", get_clock_gettime);
    measure("rdtsc", get_rdtsc);
    measure("empty", emptyloop);

    return 0;
}

這是輸出：

./clk_bench 2>/dev/null
 cpp_steady      : 212.415 ms
 gettimeofday    : 200.733 ms
 time            : 19.526 ms
 clock_gettime   : 197.791 ms
 rdtsc           : 75.169 ms
 empty           : 2.821 ms

（順便說一句，我知道這只是幾納秒的問題，並不重要，但實際上 time_t 也消耗更少的內存並且比替代方案更便攜......）

Answer 1

除了不能保證time是單調的之外，沒有明確的答案。

它只是返回內核認為當前時間是什么。 如果有保證時鍾永遠不會倒退的操作程序，如果遵守這些程序，那么它應該是單調的。 例如，在使用ntpd進行時間同步的 Unix 機器上，時鍾不應倒退。 但是，如果管理員（在機器上具有管理員權限的人）發現機器時間不准確並將其向后修復，那么任何單調假設都將是錯誤的。

Answer 2

從std::time()返回的值的編碼未指定。 然而，在大多數實現中，它返回自 unix 紀元以來的當前牆壁時間（以秒為單位）。

如果您的掛鍾是單調的，那么std::time()也將是單調的。 然而，掛鍾通常不能保證是單調的。 許多現代 Linux 系統使用時鍾拖尾將其時鍾調整為 NTP 源，而不是向后跳，但即使在這種情況下，用戶也可以進行干預並手動向后設置時鍾。