”墙上时钟“和”递增时间“|OhYee 博客

”墙上时钟“和”递增时间“

系统时钟中除去常见的“墙上时钟”外，还有用于描述时间差的“递增时间”

这是一篇最后编辑于 6 年前的文章，其内容可能与目前实际情况差异较大，请注意甄别

”墙上时钟“和”递增时间“

在 Linux 中，除去我们通常理解的2020-03-21 18:11:23这种时间外，还有别的时间格式，在不同的需求下，可能需要不同的时间¹

RTC时间

使用专用的硬件来记录的时间，也称 CMOS 时间，即使计算机断电后也通过后备电池会继续工作。
电脑自动唤醒便是使用该硬件实现——RTC Wake Up

墙上时钟(wall clock)

通常而言，我们大部分情况下的时间，实际上被称为墙上时钟(wall clock)，其存储的是自协调世界时( Coordinate Universal Time, UTC )，记录从1970-01-01 00:00:00至今所经过的纳秒数。这个值直接存放在内存中，因此不需要和专用芯片进行额外的 I/O 操作，可以达到更高的精度

尽管时间本身是不能倒转的，但是这个时钟值实际上却是可能变小的。
比如：在程序开始时给变量begin赋值当前时钟，然后在一分钟后给变量end赋值当前时钟，如果用户在这一分钟内将时间调到两分钟前，则会出现begin大于end的情况

递增时间(monotonic time)

如果要获得的不是实际是时钟值，而是一个相对时间差，则可以使用递增的时间
这个值会在开机时开始计算，并且随着根据系统 TICK 的周期进行自加操作，从而实现递增的性质

由于这个值只会随着系统运行周期性地自增，因此一定是越来越大的

monotonic time 本身又分为多种类型：系统休眠是否继续记录时间递增、是否会收到授时服务器同步的影响……

相关代码

在 C 语言中，需要使用功能测试宏_POSIX_C_SOURCE来启用相关的选项（放在最前面）²
相关的内容可见/usr/include/bits/time.h（按照相应的系统找到对应的文件）

#define _POSIX_C_SOURCE 199309L

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    time_t          rawtime;
    struct tm *     info;
    char            buffer[80];
    struct timespec isp;

    time(&rawtime);
    info = localtime(&rawtime);

    strftime(buffer, 80, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", info);
    printf("%s %lu\n", buffer, rawtime);

    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &isp);
    printf("CLOCK_REALTIME  %10lu %10lu\n", isp.tv_sec, isp.tv_nsec);

    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &isp);
    printf("CLOCK_MONOTONIC %10lu %10lu\n", isp.tv_sec, isp.tv_nsec);

    return 0;
}

该程序的输出为

可以看出，使用time.h只能得到秒级的时间戳，而 POSIX 的sys/time.h可以得到秒级和纳秒级精度的时间戳，当在程序内需要时间控制时，往往毫秒级是不够用的

这里，monotime 输出的值就是电脑已启动的时间（大概 6.5 小时）

2020-03-12 20:48:05 1584017285
CLOCK_REALTIME  1584017285  220444400
CLOCK_MONOTONIC      23550  260073049

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