在 Go 中正确测量持续时间

Question

在 Go 中精确测量持续时间的正确方法是什么？ 大多数应用程序只是使用标准时间包和以下方法：

var startTime = time.Now()
doSomeHardWork()
var duration = time.Since(startTime) // or: time.Now() - startTime

但是time.Now()返回的是当前系统时间，这会导致两个缺陷：

1. 如果系统时间在测量过程中发生变化（例如，由于时区变化 (DST) 或闰秒），则生成的持续时间也是错误的.

2. 系统时间可以故意比实际时间更快或更慢。当操作系统将内部时钟与 NTP 时间服务器同步时，总是会发生这种情况（每小时可能会发生几次！）

   来自MSDN：

   [时间服务] 调整本地时钟频率以使其能够 收敛到正确的时间。如果两者之间的时间差 本地时钟和 [accurate time sample] 太大而无法更正 调整本地时钟速率，时间服务设置本地时钟 到正确的时间。

如果系统时间更改（手动或由于 DST），可能会检测到无效的持续时间并将其丢弃。但是如果系统时钟滴答作响，例如与世界时间同步速度快 10%，几乎无法检测到。这是预期的行为以及系统时钟的设计方式。

因此，大多数其他语言都提供专用 API 来测量持续时间：

• Java 有 System.nanoTime()，System.currentTimeMillis() 将等同于 time.Now() 并且是错误的
• C# 有System.Diagnostics.Stopwatch
• Windows 上的 C/C++ 有 QueryPerformanceCounter 和 QueryPerformanceFrequency
• C++11 及更高版本有std::chrono::steady_clock，或std::chrono::high_resolution_clock 当其is_steady 成员常量为true 时
• JavaScript有performance.now()，而new Date()的使用是错误的

在 Go 中精确测量执行时间的正确方法是什么？

Answer 1

Package time

单调时钟

操作系统提供了一个“挂钟”，它受制于 时钟同步的变化，以及“单调时钟”，即 不是。一般规则是挂钟是用来报时的 单调时钟用于测量时间。而不是拆分 API， 在这个包中，时间返回的时间。现在包含一堵墙 时钟读数和单调时钟读数；后来的时间告诉 操作使用挂钟读数，但后来测量时间 运算，特别是比较和减法，使用 单调时钟读数。

例如，此代码总是计算一个正的经过时间 大约 20 毫秒，即使挂钟已更改 正在计时的操作中：

start := time.Now()
... operation that takes 20 milliseconds ...
t := time.Now()
elapsed := t.Sub(start)

其他成语，如time.Since(start), time.Until(deadline), and time.Now().Before(deadline)，对挂钟同样强大 重置。

从 Go 1.9（2017 年 8 月 24 日发布）开始，Go 使用单调时钟来表示持续时间。

见Proposal: Monotonic Elapsed Time Measurements in Go。

Answer 2

这在带有单调时钟的 Go 1.9（2017 年 8 月）中可用，您无需执行任何特殊操作即可从中受益：

https://tip.golang.org/pkg/time/#hdr-Monotonic_Clocks

操作系统提供了一个“挂钟”，它受制于 时钟同步的变化，以及“单调时钟”，即 不是。一般规则是挂钟是用来报时的 单调时钟用于测量时间。而不是拆分 API， 在这个包中，时间返回的时间。现在包含一堵墙 时钟读数和单调时钟读数；后来的时间告诉 操作使用挂钟读数，但后来测量时间 运算，特别是比较和减法，使用 单调时钟读数。

例如，此代码总是计算一个正的经过时间 大约 20 毫秒，即使挂钟已更改 正在计时的操作中：

start := time.Now()
... operation that takes 20 milliseconds ...
t := time.Now()
elapsed := t.Sub(start)

其他成语，如time.Since(start), time.Until(deadline), and time.Now().Before(deadline)，对挂钟同样强大 重置。

time pkg 的此更改是由此 issue 触发的，这促使此 proposal 从 Russ Cox 进行更改：

时间观察到的时间的比较和减法。现在可以返回 如果系统挂钟在两者之间重置，则结果不正确 观察。我们建议将 time.Time 表示扩展到 持有一个额外的单调时钟读数，用于那些 计算。除其他好处外，这应该使 使用 time.Now 和 time.Since 的基本经过时间测量 报告负持续时间或其他不基于现实的结果。

Answer 3

对于 Go 1.8 及之前版本，正确的计时函数不在时间包内，而是在runtime package：

func nanotime() int64

为了正确测量执行时间，应使用以下程序：

var startTime = runtime.nanotime()
doSomeHardWork()
var duration = runtime.nanotime() - startTime

不幸的是，该方法本身并没有很好地记录。它在long discussion if it was really neccessary 之后出现在this issue 中。 对于 Go 1.9 及更高版本，请参阅 Kenny Grant 的回答。