QueryPerformanceCounter 或 GetSystemTimePreciseAsFileTime 使用 SNTP 时？

Question

下面这段让我很困惑：

来自文章：Acquiring high-resolution time stamps

当您需要分辨率为 1 微秒或更高的时间戳时 而且您不需要将时间戳同步到外部 时间参考，选择 QueryPerformanceCounter， KeQueryPerformanceCounter 或 KeQueryInterruptTimePrecise。当你 需要分辨率为 1 微秒的 UTC 同步时间戳 或更好，选择 GetSystemTimePreciseAsFileTime 或 KeQuerySystemTimePrecise。

短语“要同步到外部时间参考”是什么意思？ 确切的意思是这里？ 我学到的是：

1. 如果您的 PC 未连接到 GPS（通过串行端口或 SNTP），请使用 QueryPerformanceCounter。
2. 如果 PC 已连接，则使用 GetSystemTimePreciseAsFileTime。

这个假设正确吗？

Answer 1

各种 Windows 函数返回的“当前”时间并不总是以每分钟 60 秒的速度递增。

有时 Windows 有意让时钟走得慢一点，或者快一点：

• 如果您的 PC 时钟当前落后于当前正确时间：稍微运行快赶上
• 如果您的 PC 时钟当前领先于当前的正确时间：稍微慢一点让正确的时间赶上这个时间

它会这样做而不是让你的时钟突然JUMP，现在你的日志文件有时间异常。

您可以使用GetSystemTimeAdjustment 查看Windows 当前是在更快 还是更慢 或以名义速率计时。例如，现在在我的电脑上：

• 系统时间调整：已禁用
• 每次更新增加标称 15,6250 毫秒

但如果您的时钟距离正确时间太远，Windows 只会BONK将您的时间调整到正确的时间。

时间可以快，慢，向前跳，向后跳。 QueryPerformanceCounter 不会

所以返回的时间是：

Function	Return type	Resolution	Timezone
GetLocalTime	SYSTEM_TIME (1ms)	~10-15 ms	Local
GetSystemTime	SYSTEM_TIME (1ms)	~10-15 ms	UTC
GetSystemTimeAsFileTime	FILE_TIME (0.1us)	~10-15 ms	UTC
GetSystemTimePreciseAsFileTime	FILE_TIME (0.1us)	0.1 us	UTC

随着你的时钟跳来跳去，都可以快、慢或跳来跳去。而 QueryPerformanceCounter 永远不会加速或减速。它始终以 60 秒/分钟的准确速率递增。

Function	Return type	Resolution	Timezone
GetLocalTime	SYSTEM_TIME (1ms)	~10-15 ms	Local
GetSystemTime	SYSTEM_TIME (1ms)	~10-15 ms	UTC
GetSystemTimeAsFileTime	FILE_TIME (0.1us)	~10-15 ms	UTC
GetSystemTimePreciseAsFileTime	FILE_TIME (0.1us)	0.1 us	UTC
GetTickCount	Int32 (1ms)	~10-15 ms	n/a
GetTickCount64	Int64 (1ms)	~10-15 ms	n/a
QueryPerformanceCounter	Int64 (ticks)	0.1 us	n/a

那你关心什么

只要您的计算机时钟当前未经过SystemTimeAdjustment，则经过的时间间隔由：

• GetSytemTimeAsPreciseFileTime
• 查询性能计数器

两者都会：

• 保持同步
• 彼此相差不到十分之几微秒
• 具有 100ns (0.1 us) 的终极分辨率

要获得准确的时间测量，您应该使用这两个函数。问题，你关心哪一个任务：

• GetSystemTimeAsPreciseFileTime：“现在”的高分辨率测量

  • 适用于日志文件
  • 事件的时间戳
  • “现在”的跨机协议同步到 UTC

• QueryPerformanceCounter：“经过时间”的高分辨率测量

  • 适合基准测试
  • 测量过程的持续时间

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需要注意的是，GetLocalTime 和GetSystemTime 返回的SYSTEM_TIME 结构本质上仅限于毫秒精度。 GetSystemTime 无法为您提供亚毫秒级的分辨率，仅仅是因为返回类型无法为您提供微秒级：

struct SYSTEMTIME {
     WORD wYear;
     WORD wMonth;
     WORD wDay;
     WORD wHour;
     WORD wMinute;
     WORD wSecond;
     WORD wMilliseconds; //<---- that's the limit
}

只有当您希望 Windows 将您的时间分解为年、月、日、小时、分钟、秒时，您才应该使用 SYSTEM_TIME。另一方面，FILE_TIME 结构的极限精度为 100ns (0.1 us)。

精确的时间函数

在我使用的语言中，我们使用DateTime，即Double 精度浮点数，其中：

• 整数部分表示自 1899 年 12 月 30 日以来的天数
• 小数部分代表一天 24 小时的一小部分

这是 COM、OLE、Delphi、VB、Excel、Lotus 123 使用的日期时间方案；并且类似于 SQL Server 使用的日期时间方案（尽管它们使用 1/1/1900 而不是 12/30/1899）

DateTime UtcNowPrecise()
{
   const UInt64 OA_ZERO_TICKS = 94353120000000000; //12/30/1899 12:00am in ticks
   const UInt64 TICKS_PER_DAY = 864000000000;      //ticks per day

   FILE_TIME ft;
   GetSystemTimePreciseAsFileTime(out ft);

   ULARGE_INTEGER dt; //needed to avoid alignment faults
   dt.LowPart  = ft.dwLowDateTime;
   dt.HighPart = ft.dwHighDateTime;

   return (dt.QuadPart - OA_ZERO_TICKS) / TICKS_PER_DAY;
}

DateTime NowPrecise()
{
   const UInt64 OA_ZERO_TICKS = 94353120000000000; //12/30/1899 12:00am in ticks
   const UInt64 TICKS_PER_DAY = 864000000000;      //ticks per day

   FILE_TIME ft;
   GetSystemTimePreciseAsFileTime(out ft);

   //Convert from UTC to local
   FILE_TIME ftLocal;
   if (!FileTimeToLocalFileTime(ft, ref ftLocal))
      RaiseLastNativeError();

   ULARGE_INTEGER dt; //needed to avoid alignment faults
   dt.LowPart  = ftLocal.dwLowDateTime;
   dt.HighPart = ftLocal.dwHighDateTime;

   return (dt.QuadPart - OA_ZERO_TICKS) / TICKS_PER_DAY;
}

Answer 2

QueryPerformanceCounter() 会非常准确地告诉您自上次调用 QueryPerformanceCounter() 以来已经过去了多少时间。这作为秒表非常有用，可以计算经过的时间。

GetSystemTimePreciseAsFileTime() 根据某些参考（例如系统时钟）告诉您当前日历/日期时间的精确度稍差。例如，您可以使用它来打印“Dec 12 14:17:51 2016”。

因此，您的假设是不正确的。无论您拨打哪个电话，连接到 GPS 或网络时间源都不会改变。您的应用程序的需求将决定您应该调用哪个。

基本上你需要知道什么时间（GSTPAFT）或多少时间（QPC）？