Різниця між CLOCK_REALTIME та CLOCK

206

Чи можете ви пояснити різницю між CLOCK_REALTIMEта CLOCK_MONOTONICтактовими годинниками, що повертаються clock_gettime()в Linux?

Що є кращим вибором, якщо мені потрібно обчислити минулий час між часовими позначками, виробленими зовнішнім джерелом, та поточним часом?

Нарешті, якщо у мене демон NTP періодично коригує системний час, то як ці коригування взаємодіють з кожним з CLOCK_REALTIMEі CLOCK_MONOTONIC?

linux

— NPE
джерело

238

CLOCK_REALTIMEвідображає найкращі здогадки машини про поточний настінний годинник, час доби. Як кажуть Ігнасіо та MarkR , це означає, що CLOCK_REALTIMEможна стрибати вперед і назад, коли змінюється годинний режим системи, включаючи NTP.

CLOCK_MONOTONICявляє собою абсолютний минулий час настінного годинника з деякої довільної, фіксованої точки в минулому. На це не впливають зміни системного годинника.

Якщо ви хочете обчислити минулий час між двома подіями, що спостерігаються на одній машині, без перезавантаження, що втручається, CLOCK_MONOTONICце найкращий варіант.

Зауважте, що в Linux CLOCK_MONOTONICне вимірюється час, який витрачається на призупинення, хоча за визначенням POSIX це повинно бути. Ви можете використовувати для Linux CLOCK_BOOTTIMEмонотонні годинники, які постійно працюють під час призупинення.

— кафе
джерело

11

Зауважте, що на нових ядрах доступний CLOCK_MONOTONIC_RAW, що ще краще (відсутність коригування NTP).

— Джозеф Гарвін

14

@JosephGarvin для деякого значення "кращого", можливо - CLOCK_MONOTONIC_RAW може працювати швидко або повільно в режимі реального часу на кілька (або кілька сотень) частин на мільйон, і його швидкість може змінюватися в залежності від умов навколишнього середовища, таких як температура або напруга (або час крадіжки на віртуальні машини). На правильно працюючій машині NTP робить все можливе, щоб пом’якшити всі ці фактори, і тому CLOCK_MONOTONIC більш детально відображає справжній пройшов час.

— панно

23

Зрозуміло, це може бути цікаво мати CLOCK_MONOTONIC_PARBOILED, який вплинув на намагання NTP виправити помилки частоти, але це не вплинуло на його зусилля з виправлення фазових помилок, але це дуже складно для сумнівної вигоди :)

— варення

1

Мені подобається те, що підказує @hobbs. Що робити, якщо ви стурбовані програмами, на які може вплинути переміщення годин? Був CLOCK_MONOTONICби найкращий вибір у такому сценарії? наприклад, Ракетна система "Патріот"

— sjagr

3

Я думаю, що також важливо зазначити, що CLOCK_REALTIME впливає на високосні секунди. Це означає , що він буде робити подвійну мітку часу кожен раз , коли вставляються стрибок другий. Востаннє це траплялося 30 червня 2012 року, і досить багато програмного забезпечення зіткнулися з проблемою .

— user1202136

38

Книга Роберта Лава 2-го видання LINUX System Programming , спеціально вирішує ваше запитання на початку глави 11, стор 363:

Важливим аспектом монотонного джерела часу є НЕ поточне значення, а гарантія того, що джерело часу суворо лінійно збільшується, і, таким чином, корисно для обчислення різниці у часі між двома вибірками

При цьому, я вважаю, що він припускає, що процеси запущені на одному і тому ж екземплярі ОС, тому вам може знадобитися періодична калібрування, щоб мати можливість оцінювати дрейф.

— користувач2548100
джерело

25

CLOCK_REALTIMEвпливає НТП і може рухатися вперед і назад. CLOCK_MONOTONICнемає, а аванси по одному галочку за тик.

— Ігнасіо Васкес-Абрамс
джерело

15

CLOCK_MONOTONIC впливає на регулювання часу NTP (зменшення часу). Однак вона не стрибне.

— дероберт

3

Але на нових ядрах є CLOCK_MONOTONIC_RAW, на який дійсно не впливає NTP.

— Джозеф Гарвін

1

"галочка" - будь-яка груба ідея, наскільки великими / довгими / інструкціями процесора є галочка на Linux / amd64? Або де я можу отримати документи про щось із цього?

— kevinarpe

@kevinarpe Не впевнений, але я думаю, що тик визначається як частка часу, а не кількість циклу процесора, часто це 1/100 секунди.

— Стефан

@ Stéphane: Напевно, я повинен бути жорсткішим за 10 мс. Я думаю, що Java System.nanoTime()використовує CLOCK_MONOTONICі може виміряти тривалість 1000ns або менше. Можливо, ви думаєте про системний час, який іноді обмежується мілісекундами?

— кевінарпе

20

Окрім відповіді Ігнасіо , CLOCK_REALTIMEможе йти вперед стрибками, а іноді й назад. CLOCK_MONOTONICне робить ні; він просто продовжує рухатися вперед (хоча він, мабуть, скидається при перезавантаженні).

Надійний додаток повинен мати можливість терпіти CLOCK_REALTIMEстрибки вперед періодично (а може бути, дуже злегка і дуже зрідка, хоча це скоріше крайній випадок).

Уявіть, що станеться, коли ви призупиняєте ноутбук - CLOCK_REALTIMEстрибки вперед після резюме, CLOCK_MONOTONICне так. Спробуйте його на VM.

— MarkR
джерело

3

CLOCK_MONOTONIC починається з 0 при запуску програми; це не для міжпроцесорного використання.

— Benubird

18

@Benubird: не починається з 0 при запуску програми. Ось так CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID. Швидкий тест: $ perl -w -MTime::HiRes=clock_gettime,CLOCK_MONOTONIC -E 'say clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC)'-> 706724.117565279. Це число відповідає часу роботи системи в Linux, але стандарт говорить про довільність.

— дероберт

4

Як осторонь, я не вірю, що поведінка Linux, коли CLOCK_MONOTONICзупиняється над тимчасовим призупиненням / відновленням, відповідає POSIX. Це, мабуть, минув час із фіксованої точки в минулому, але зупинка годинника над призупиненням / відновленням порушує це.

— caf

15

POSIX 7 цитат

POSIX 7 визначає обидві сторінки на сторінці http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/clock_getres.html :

CLOCK_REALTIME:

Цей годинник являє собою годинник, який вимірює реальний час для системи. Для цього годинника значення, повернені clock_gettime () та задані clock_settime (), представляють кількість часу (у секундах та наносекундах) з часу епохи.

CLOCK_MONOTONIC (додаткова функція):

Для цього годинника значення, повернене clock_gettime (), являє собою кількість часу (в секундах і наносекундах) з часу невизначеної точки в минулому (наприклад, час запуску системи або епоха). Цей момент не змінюється після часу запуску системи. Значення годинника CLOCK_MONOTONIC не можна встановити через clock_settime ().

clock_settime()дає важливий натяк: POSIX-системи здатні довільно змінюватись CLOCK_REALITME, тому не покладайтеся на те, що він протікає ні постійно, ні вперед. NTP може бути реалізований з використанням clock_settime()та може вплинути лише на нього CLOCK_REALITME.

Реалізація ядра Linux, здається, займає час завантаження як епоха для CLOCK_MONOTONIC: Початкова точка для CLOCK_MONOTONIC

— Ciro Santilli 郝海东冠状病六四事件法轮功
джерело

0

Вибачте, немає репутації, щоб додати це як коментар. Тож це є додатковою відповіддю.

Залежно від того, як часто ви будете телефонувати clock_gettime(), вам слід пам’ятати, що лише деякі з «годинників» надаються Linux у VDSO (тобто не потрібно систематичний виклик з усіма накладними витратами - який тільки погіршився, коли додано Linux засоби захисту від нападів, схожих на Привид).

Хоча clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC,...), clock_gettime(CLOCK_REALTIME,...)і gettimeofday()завжди буде надзвичайно швидким (прискорюється VDSO), це не відповідає дійсності, наприклад, CLOCK_MONOTONIC_RAW або будь-який з інших годин POSIX.

Це може змінитися у версії ядра та архітектурі.

Хоча більшості програм не потрібно на це звертати увагу, можуть спостерігатись затримки у затримках годин, прискорених VDSO: якщо ви потрапляєте на них прямо, коли ядро оновлює область спільної пам’яті за допомогою лічильників годин, йому доведеться чекати, коли ядро для закінчення.

Ось "доказ" (GitHub, щоб ботів не було на kernel.org): https://github.com/torvalds/linux/commit/2aae950b21e4bc789d1fc6668faf67e8748300b7

— анонімний
джерело

Різниця між CLOCK_REALTIME та CLOCK_MONOTONIC?