了解 time.perf_counter() 和 time.process_time()

Question

我对@9​​87654323@ 和time.process_time() 的新功能有一些疑问。

对于前者，来自文档：

返回性能计数器的值（以秒为单位），即具有最高可用分辨率的时钟以测量短持续时间。它确实包括睡眠期间经过的时间，并且是系统范围的。返回值的参考点是未定义的，因此只有连续调用的结果之间的差异才有效。

这种“最高分辨率”在所有系统上都相同吗？或者它总是稍微取决于，例如，我们使用的是 linux 还是 windows？
问题来自阅读time.time() 的文档，它说“并非所有系统都提供比 1 秒更精确的时间”，那么它们现在如何提供更好和更高的分辨率？

关于后者，time.process_time()：

返回当前进程的系统和用户 CPU 时间之和的值（以秒为单位）。它不包括睡眠期间经过的时间。根据定义，它是进程范围的。返回值的参考点是未定义的，因此只有连续调用的结果之间的差异才有效。

我不明白，那些“系统时间”和“用户 CPU 时间”是什么？有什么区别？

Answer 1

在这种情况下，有两种不同类型的“时间”：绝对时间和相对时间。

绝对时间是“真实世界时间”，由time.time() 返回，我们都习惯于处理。它通常以至少 1 秒的分辨率从过去的固定时间点（例如 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 的 UNIX 纪元）测量。现代系统通常提供毫秒或微秒的分辨率。它由大多数计算机上的专用硬件维护，RTC（实时时钟）电路通常由电池供电，因此系统在上电之间保持实时跟踪。这个“现实世界时间”也会根据您的位置（时区）和季节（夏令时）进行修改，或者表示为与 UTC 的偏移量（也称为 GMT 或祖鲁时间）。

其次，还有相对时间，由time.perf_counter和time.process_time返回。这种类型的时间与现实世界的时间没有明确的关系，因为这种关系是特定于系统和实现的。它只能用于测量时间间隔，即与两个瞬间之间经过的时间成比例的无单位值。这主要用于评估相对性能（例如，这个版本的代码是否比那个版本的代码运行得更快）。

在现代系统上，它是使用 CPU 计数器测量的，该计数器以与 CPU 硬件时钟相关的频率单调增加。计数器分辨率高度依赖于系统的硬件，在大多数情况下，该值无法可靠地与实际时间相关，甚至无法在系统之间进行比较。此外，每次 CPU 上电或复位时，计数器值都会复位。

time.perf_counter 返回计数器的绝对值。 time.process_time 是从 CPU 计数器派生的值，但仅在给定进程在 CPU 上运行时更新，并且可以分解为“用户时间”，即进程本身在 CPU 上运行的时间，和“系统时间”，即操作系统内核代表进程在 CPU 上运行的时间。