【发布时间】：2011-04-01 04:59:22
【问题描述】：
您能解释一下clock_gettime() 在 Linux 上返回的 CLOCK_REALTIME 和 CLOCK_MONOTONIC 时钟之间的区别吗？
如果我需要计算外部源生成的时间戳与当前时间之间的经过时间，哪个更好？
最后，如果我有一个 NTP 守护程序定期调整系统时间，这些调整如何与 CLOCK_REALTIME 和 CLOCK_MONOTONIC 交互？
【问题讨论】：
标签： linux
【发布时间】：2011-04-01 04:59:22
【问题描述】：
CLOCK_REALTIME 代表机器对当前挂钟时间的最佳猜测。正如Ignacio 和MarkR 所说，这意味着CLOCK_REALTIME 可以随着系统时钟的变化（包括NTP）前后跳转。
CLOCK_MONOTONIC 表示自过去某个任意固定点以来经过的绝对挂钟时间。它不受系统时钟变化的影响。
如果您想计算在一台机器上观察到的两个事件之间的经过时间，而不需要重新启动，CLOCK_MONOTONIC 是最佳选择。
请注意，在 Linux 上，CLOCK_MONOTONIC 不会测量挂起所花费的时间，尽管根据 POSIX 定义它应该这样做。您可以使用特定于 Linux 的 CLOCK_BOOTTIME 作为在挂起期间保持运行的单调时钟。
【讨论】：
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请注意，在较新的内核上，CLOCK_MONOTONIC_RAW 是可用的，甚至更好（没有 NTP 调整）。
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@JosephGarvin 对于“更好”的一些价值，也许 - CLOCK_MONOTONIC_RAW 可能会以百万分之几（或几百）的速度实时运行快或慢，并且它的速率可能会因环境条件而变化，例如温度或电压（或在虚拟机上窃取时间）。在正常工作的机器上，NTP 尽最大努力减轻所有这些因素，因此 CLOCK_MONOTONIC 更准确地反映了 true 已用时间。
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当然，有一个 CLOCK_MONOTONIC_PARBOILED 可能会很有趣，它受 NTP 纠正频率错误的努力影响，但不受其纠正相位错误的努力的影响，但对于可疑的增益来说，这很复杂： )
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我喜欢@hobbs 提出的观点。如果您担心程序会受到时钟漂移的影响怎么办？在这种情况下，
CLOCK_MONOTONIC会是最佳选择吗？例如Patriot Missile System -
我认为提到 CLOCK_REALTIME 受闰秒影响也很重要。这意味着每次插入闰秒时它将产生双时间戳。上次发生这种情况是在 2012 年 6 月 30 日，当时有很多软件ran into trouble。
Robert Love 的书LINUX System Programming 2nd Edition，在第 11 章开头，第 363 页专门解决了您的问题：
单调时间源的重要方面不是当前 值，但保证时间源是严格线性的 增加，因此对于计算时间差很有用 两次采样之间
也就是说，我相信他假设这些进程在同一操作系统实例上运行，因此您可能希望运行定期校准以能够估计漂移。
【讨论】：
CLOCK_REALTIME受NTP影响，可以前后移动。 CLOCK_MONOTONIC 不是，并以每滴答一滴的速度前进。
【讨论】：
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CLOCK_MONOTONIC 受 NTP 时间调整（时间转换）的影响。但是它不会跳。
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但在较新的内核上有 CLOCK_MONOTONIC_RAW，它确实不受 NTP 影响。
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"tick" -- 知道 Linux/amd64 上的一个刻度线有多大/多长/CPU 指令有多大？或者我可以在哪里获得有关这方面的文档？
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@kevinarpe 不确定，但我认为滴答被定义为时间的一小部分，而不是 CPU 周期的数量，通常是 1/100 秒。
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@Stéphane：我肯定必须小于 10 毫秒。我认为 Java 的
System.nanoTime()使用CLOCK_MONOTONIC并且可以测量 1000ns 或更短的 durations。也许您正在考虑系统时间，有时会限制为毫秒？
除了Ignacio's answer，CLOCK_REALTIME 可以向前跳跃，偶尔向后跳跃。 CLOCK_MONOTONIC 两者都不做；它只是继续前进（尽管它可能会在重新启动时重置）。
一个健壮的应用程序需要能够容忍CLOCK_REALTIME 偶尔向前跳跃（也许非常偶尔向后跳跃，尽管这更像是一种边缘情况）。
想象一下当您暂停笔记本电脑时会发生什么 - CLOCK_REALTIME 会在恢复后向前跳，CLOCK_MONOTONIC 不会。在虚拟机上试一试。
【讨论】：
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程序启动时CLOCK_MONOTONIC从0开始；它不适用于进程间使用。
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@Benubird：程序启动时它不是从0开始的。那是
CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID。快速测试：$ perl -w -MTime::HiRes=clock_gettime,CLOCK_MONOTONIC -E 'say clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC)'--> 706724.117565279。这个数字与 Linux 上的系统正常运行时间相匹配，但标准说它是任意的。 -
顺便说一句，我不相信
CLOCK_MONOTONIC在暂停/恢复时停止的 Linux 行为符合 POSIX。它应该是从过去某个固定点开始的时间，但是通过暂停/恢复停止时钟会破坏这一点。
POSIX 7 引号
POSIX 7 在http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/clock_getres.html 处指定两者：
CLOCK_REALTIME:
此时钟代表系统测量实时的时钟。对于此时钟，由clock_gettime() 返回并由clock_settime() 指定的值表示自纪元以来的时间量（以秒和纳秒为单位）。
CLOCK_MONOTONIC（可选功能）：
对于此时钟，clock_gettime() 返回的值表示自过去某个未指定时间点（例如，系统启动时间或纪元）以来的时间量（以秒和纳秒为单位）。该点在系统启动时间后不会改变。 CLOCK_MONOTONIC时钟的值不能通过clock_settime()设置。
clock_settime() 给出了一个重要提示：POSIX 系统可以随它任意改变CLOCK_REALITME，所以不要依赖它既不连续也不向前流动。 NTP 可以使用clock_settime() 实现，并且只能影响CLOCK_REALTIME。
Linux 内核实现似乎将引导时间作为CLOCK_MONOTONIC 的纪元：Starting point for CLOCK_MONOTONIC
【讨论】：
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这就是我真正想知道的！谢谢！
抱歉，没有声誉将此添加为评论。所以它作为一个补充答案。
根据您调用clock_gettime() 的频率，您应该记住只有一些的“时钟”是由Linux 在VDSO 中提供的（即不需要所有的系统调用）一个的开销——当 Linux 添加防御措施以防止类似 Spectre 的攻击时，这种情况只会变得更糟）。
虽然 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC,...)、clock_gettime(CLOCK_REALTIME,...) 和 gettimeofday() 总是会非常快（由 VDSO 加速），但对于例如CLOCK_MONOTONIC_RAW 或任何其他 POSIX 时钟。
这可能会随着内核版本和架构而改变。
虽然大多数程序不需要注意这一点，但 VDSO 加速的时钟可能会出现延迟峰值：如果您在内核使用时钟计数器更新共享内存区域时正确地击中它们，它必须等待内核完成。
这是“证明”（GitHub，让机器人远离 kernel.org）： https://github.com/torvalds/linux/commit/2aae950b21e4bc789d1fc6668faf67e8748300b7
【讨论】：
CLOCK_REALTIME 和 MONOTONIC 之间有一个很大的区别。 CLOCK_REALTIME 可以根据 NTP 向前或向后跳跃。 默认情况下，NTP 允许时钟速率最多加快或减慢 0.05%，但 NTP 不能导致单调时钟向前或向后跳跃。
【讨论】：