以最低延迟获得自午夜以来的纳秒答案

【问题标题】：Get nanoseconds since midnight with the lowest latency以最低延迟获得自午夜以来的纳秒
【发布时间】：2019-11-17 21:58:02
【问题描述】：

我想获取自午夜以来的当前纳秒数，延迟最低。

我的平台是带有 Clang 的 Linux/Centos 7。我不关心可移植性。

我找到了这个<chrono> struct，但它们除以秒/毫秒等以获得结果。

我还发现这个可以修改为纳秒：

struct timeval tv;
int msec = -1;
if (gettimeofday(&tv, NULL) == 0)
{
    msec = ((tv.tv_sec % 86400) * 1000 + tv.tv_usec / 1000);
}

https://stackoverflow.com/a/10499119/997112

但他们再次使用除法。 有什么更快的方法，避免模数和除法？

我认为最快的方法是：

抓紧时间
多个小时、分钟、秒乘以必要的纳秒，然后将当前的纳秒数加到总数中

【问题讨论】：

我记得上次我这样做的时候，有一个内核配置选项可以从 CPU 的时基寄存器完全在用户空间中为gettimeofday() 提供服务。如果您担心分割，也许您可以存储原始值并稍后处理？
现在整数除法不是很快吗？你为什么这么担心？
@marko 我会使用 rdtsc() 但我将 now() 与自午夜以来为纳秒的数据包时间戳进行比较。
@user997112：处理这些消息所花费的时间可能会使整数除法相形见绌。为什么你特别需要纳秒？
@user997112：另外，从午夜开始的时间很重要吗？因为只要用户重置系统时钟，“午夜”就会发生变化。或更改时区。仅供参考：gettimeofday肯定需要超过 60 个周期。

标签： c++ linux performance time

【解决方案1】：

没有任何硬件可以提供纳秒计数器；因此，提供其他东西（例如“CPU 周期”）的硬件必须在某处由软件使用和扩展。

Linux 上的clock_gettime() 函数将为您扩展到纳秒级。更重要的是（取决于安全性与性能的妥协），这可以纯粹在用户空间中完成，避免调用内核 API 的开销（这可能比微不足道的划分至少贵 10 倍）。

但是；在这些规模上，您需要非常具体地了解您真正想要的东西。例如;闰秒期间会发生什么？ 2 台计算机可能不同意，因为一台配置为涂抹闰秒，而另一台未配置。

再举一个例子；如果您想计算延迟（例如“latency = current_time_at_receiver - time_packet_says_it_was_sent”），那么 2 台计算机可能不同步（例如，发送者的时钟比接收者的时钟晚几秒钟，因此延迟最终为负数）；为了解决这个问题，您可能需要一个训练阶段（有点像 NTP 协议），在该阶段您尝试估计两台计算机时间源之间的初始差异，然后进行监控/跟踪（尝试补偿任何长时间术语漂移）。

【讨论】：

两台机器都是 NTP 或 PTP 同步的。我有数据包中自午夜以来的纳秒数，我需要接收器上的纳秒数。
"latency = current_time_at_receiver - time_packet_says_it_was_sent" 这正是我想要的
@user997112：在这种情况下，存在一个不可避免的困境——任何类型的同步（例如 PTP）的准确性取决于网络延迟；并且您无法以超过网络延迟所允许的精度来衡量网络延迟。
@user997112：根据您的目标（例如，用于基准测试，尤其是“请求和响应”协议）“往返时间/2”（仅涉及一台计算机的时间源）可能是一个不错的选择（可能包括服务器在接收请求和发送回复之间通知客户端“处理时间”，以便客户端可以计算“networking_latency_alone = (round_trip_time - processing_time) / 2”，并且仅使用服务器的时间源来计算处理时间） .
您假设数据包输入 -> 数据包输出，但事实并非如此。我实际上只是在问我如何在接收器上获得自午夜以来的纳秒数。