使用 std::chrono 的时间戳 - 如何根据相对时间 'filter' 数据？

Question

我想对我生成的数据流进行时间标记，为此我想使用 std::chrono::steady_clock.

这些时间戳与数据一起存储（作为 uint64 值的数组？），我稍后需要再次处理这些时间戳。

现在，到目前为止我还没有使用过 std::chrono 库，所以我确实需要一些关于这个库的语法和最佳实践的帮助。

我可以使用以下方法获取和存储值：

uint64_t timestamp = std::chrono::steady_clock::now().time_since_epoch().count();

但我怎样才能做到最好：

读取数据时从 uint64 创建一个时间点？
获取 steady_clock?
的每秒滴答数 (uint64) 值
找到一个位于给定时间点之前特定时间（以秒为单位）的“截止”时间点（如 uint64）？

以上代码片段将不胜感激。

我想结合以上三者来执行以下操作：有一个（增加的）时间戳值数组（如 uint64），我想截断它，以便所有数据 'older' 比最后一个-时间戳减去 X 秒被丢弃。

Answer 1

像往常一样看起来不错的地方是参考手册：

https://en.cppreference.com/w/cpp/chrono

在这种情况下，您正在寻找：

https://en.cppreference.com/w/cpp/chrono/clock_time_conversion

因为您确实使用了以“纪元”1/1/70 为原点、以毫秒为单位的时钟。然后只需对持续时间使用算术来完成你想要的截止操作：

https://en.cppreference.com/w/cpp/chrono/duration

每个链接页面的底部都有代码示例。

Answer 2

让我们看看您可能会在 chrono 的 cppreference 文档中使用的功能。

首先，您需要决定要使用哪个时钟。有您建议的 steady_clock、high_resolution_clock 和 system_clock。

high_resolution_clock 依赖于实现，所以除非我们真的需要它，否则让我们把它收起来。 steady_clock 保证是单调的，但不能保证您获得的值的含义。它非常适合对事件进行排序或测量它们的间隔，但您无法从中获取时间点。

另一方面，system_clock有一个含义，它是UNIX纪元，所以你可以从中得到一个时间值，但不保证是单调的。

要获得 steady_clock 的周期（一个报价的持续时间），您有 period 成员：

auto period = std::chrono::steady_clock::period();
std::cout << "Clock period " << period.num << " / " << period.den << " seconds" << std::endl;
std::cout << "Clock period " << static_cast<double>(period.num) / period.den << " seconds" << std::endl;

假设您想使用 steady_clock 值过滤最近几秒内发生的事件，您首先需要计算所需时间段内的滴答数，然后从 now 中减去它.大致如下：

std::chrono::system_clock::time_point now = std::chrono::system_clock::now();
std::time_t t_c = std::chrono::system_clock::to_time_t(now - std::chrono::seconds(10));

并使用t_c作为分界点。

但是，不要依赖 std::chrono::steady_clock::now().time_since_epoch().count(); 来获得有意义的东西 - 只是一个数字。 steady_clock 的纪元通常是引导时间。如果你需要一个时间，你应该使用system_clock（记住这不是单调的）。

C++20a 引入了更多时钟，可转换为时间。

Answer 3

由于今天我花了太长时间才从各种来源弄清楚，所以我将post 此处作为我的解决方案self-answer。（如果有不正确的地方或可以做得更好，我将不胜感激。）

获取时钟的周期（以秒为单位）和 ticks-per-second 值

    using namespace std::chrono;
    auto period = system_clock::period();
    double period_s = (double) period.num / period.den; 
    uint64 tps = period.den / period.num;

获取时钟的时间点（现在）作为 time-stamping 数据流的 uint64 值

    using namespace std::chrono;
    system_clock::time_point tp_now = system_clock::now();
    uint64 nowAsTicks = tp_now.time_since_epoch().count();

根据存储的 uint64 值获取时钟的时间点

    using namespace std::chrono;
    uint64 givenTicks = 12345;  // Whatever the value was
    system_clock::time_point tp_recreated = system_clock::time_point{} + system_clock::duration(givenTicks);
    uint64 recreatedTicks = tp_now.time_since_epoch().count();
    Assert( givenTicks == recreatedTicks );  // has to be true now

最后一个（uint64 到时间点）最让我困扰。需要的 key-insights 是：

（在 Win10 上）system_clock 使用 100 纳秒的 time-resolution。因此不能直接将 std::chrono::nanoseconds 添加到其本机时间点。 (std::chrono:system_clock_time_point)
但是，由于滴答是 100 纳秒，因此也不能使用下一个更高的持续时间单位（微秒），因为它不能表示为整数值。
可以使用显式转换为微秒，但这会失去滴答声的 0.1us 分辨率。
正确的做法是使用system_clock自身的duration，直接用存储的tick值初始化

在我的搜索中，我发现以下资源最有帮助：

Lecture of Howard Hinnant on YouTube - 非常有帮助。我希望我能从这里开始。
cppreference.com 在 time_point and duration and time_since_epoch
cplusplus.com 在 steady clock and time_point

使用 std::chrono 的时间戳 - 如何根据相对时间 'filter' 数据？

Time-stamping using std::chrono - How to 'filter' data based on relative time?

c++

time

chrono

获取时钟的周期（以秒为单位）和 ticks-per-second 值

获取时钟的时间点（现在）作为 time-stamping 数据流的 uint64 值

根据存储的 uint64 值获取时钟的时间点