深刻理解std::chrono的時鐘Clock

時間 2019-11-11

標籤深刻理解 std chrono 時鐘 clock 简体版

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std::chrono是C++11引入的日期時間處理庫，其中包含3種時鐘：system_clock，steady_clock，high_resolution_clock。近來須要使用高精度時間，很天然想到使用high_resolution_clock，然而使用後發現並不是預期的獲得自1970/1/1零點以後的計數，而是一個小得多的數字。那麼這三種時鐘有什麼區別，用在什麼狀況下，咱們來一探究竟。this

問題

auto tp = std::chrono::high_resolution_clock::now();
std::cout << tp.time_since_epoch().count() << std::endl;

上述代碼輸出一個比較小的數字，high_resolution_clock的精度是納秒，不多是這麼小的數字。code

三種時鐘的區別

所謂時鐘，是指從一個時點開始，按照某個刻度的一個計數。以下代碼摘自VC2017。orm

system_clock

struct system_clock
{   // wraps GetSystemTimePreciseAsFileTime/GetSystemTimeAsFileTime
typedef long long rep;
typedef ratio_multiply<ratio<_XTIME_NSECS_PER_TICK, 1>, nano> period;
typedef chrono::duration<rep, period> duration;
typedef chrono::time_point<system_clock> time_point;
static constexpr bool is_steady = false;

對於system_clock，其起點是epoch，即1970-01-01 00:00:00 UTC，其刻度是1個tick，也就是_XTIME_NSECS_PER_TICK納秒。ip

high_resolution_clock

typedef steady_clock high_resolution_clock;

high_resolution_clock實際上和steady_clock同樣。ci

steady_clock

struct steady_clock
{   // wraps QueryPerformanceCounter
typedef long long rep;
typedef nano period;
typedef nanoseconds duration;
typedef chrono::time_point<steady_clock> time_point;
static constexpr bool is_steady = true;

steady_clock的刻度是1納秒，起點並不是1970-01-01 00:00:00 UTC，通常是系統啓動時間，這就是問題的關鍵。steady_clock的做用是爲了獲得不隨系統時間修改而變化的時間間隔，因此凡是想獲得絕對時點的用法都是錯誤的。steady_clock是沒有to_time_t()的實現的，而system_clock是有的。io

三種時鐘用在何時

system_clock：用在須要獲得絕對時點的場景

auto tp = std::chrono::system_clock::now();
std::time_t tt = std::chrono::system_clock::to_time_t(tp);
std::cout << tt << "seconds from 1970-01-01 00:00:00 UTC" << std::endl;

steady_clock：用在須要獲得時間間隔，而且這個時間間隔不會由於修改系統時間而受影響的場景

auto tp1 = std::chrono::steady_clock::now();
//do something
auto tp2 = std::chrono::steady_clock::now();
std::cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(tp2 - tp1).count() << "microseconds" << std::endl;