为什么 chrono::system_clock returns 微秒而 clock_gettime returns 纳秒

Question

std::chrono::system_clock::time_since_epoch().count() 以微秒为单位给出结果。

我想要以纳秒为单位的当前时间。但是我不能使用 high_resolution_clock 因为在我的系统上它是 steady_clock（单调时钟）的别名。

我知道我的系统支持纳秒，因为如果我使用 clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts) 我会得到一个正确的纳秒分辨率纪元时间。

如何告诉 std::chrono 使用纳秒分辨率？我想避免使用 clock_gettime 并坚持使用 cpp 包装器。

Answer 1

I am getting a correct nanosecond-resolution epoch time.

你是吗？ clock_gettime 需要到 return 纳秒级的时间，无论您访问的是什么时钟。这并不意味着 CLOCK_REALTIME 实际上提供了这个分辨率。它可能内部只有微秒分辨率，并通过乘以 1000 来表示纳秒。

相比之下，计时时钟的实际分辨率由实现指定。它不是 UI 的强制性部分；它可能因系统而异 and 因时钟而异。因此，如果特定实现的 system_clock::period 以微秒为单位，那么这就是该实现愿意声称提供的所有分辨率。

也许实施可以提供更多分辨率，但如果可以的话，它可能会这么说。因此，如果没有，则意味着实现声称提供更高的分辨率会让人感到不舒服。

但是，如果您觉得 clock_gettime 确实提供了更好的分辨率（而不是简单地提供更多数字），您可以使用它。在 C++20 中，system_clock 是明确的 UNIX 时间。因此，如果您的时间以纳秒为单位，则可以将其转换为 time_point<system_clock, nanoseconds>:

namespace chrono = std::chrono;

...

using nano_sys = chrono::time_point<chrono::system_clock, chrono::nanoseconds>;

auto sys_tp_ns = nano_sys(chrono::nanoseconds(time_in_nanoseconds));

Answer 2

How can I tell std::chrono to use the nanosecond resolution?

这听起来很适合编写您自己的自定义时钟。这比听起来容易得多：

#include <time.h>
#include <chrono>

struct my_clock
{
    using duration   = std::chrono::nanoseconds;
    using rep        = duration::rep;
    using period     = duration::period;
    using time_point = std::chrono::time_point<my_clock>;
    static constexpr bool is_steady = false;

    static time_point now()
    {
        timespec ts;
        if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts))
            throw 1;
        using sec = std::chrono::seconds;
        return time_point{sec{ts.tv_sec}+duration{ts.tv_nsec}};
    }
};

只需让您的 now() 与 CLOCK_REALTIME 通话 clock_gettime。然后将 return 打包成 chrono::time_point 分辨率 nanoseconds。

警告，我刚刚在 macOS 上试过这个并连续调用了 now() 两次。它每次都打印出相同的纳秒数。而且调用不可能在纳秒内执行。所以我得到的是纳秒精度，但不是纳秒精度。

如果您希望 my_clock 参与 C++20 std::chrono::clock_cast 设施（如 Nicol Bolas 所建议在下面的评论中），将这两个静态成员函数添加到 my_clock:

template<typename Duration>
static
std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock, Duration>
to_sys(const std::chrono::time_point<my_clock, Duration>& tp)
{
    return std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock, Duration>
        {tp.time_since_epoch()};
}

template<typename Duration>
static
std::chrono::time_point<my_clock, Duration>
from_sys(const std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock, Duration>& tp)
{
    return std::chrono::time_point<my_clock, Duration>{tp.time_since_epoch()};
}

现在你可以这样说：

cout << clock_cast<system_clock>(my_clock::now()) << '\n';

您还可以 clock_cast 往返于所有参与 clock_cast 设施的其他 C++20 和自定义时钟。

Answer 3

首先，请注意，在 GCC+libstc++ 上，std::chrono 只是围绕 clock_gettime() 的语法糖的薄包装。你在这里谈论同样的事情。 std::chrono 使用 clock_gettime()。

    system_clock::time_point
    system_clock::now() noexcept
    {
      timespec tp;
      clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tp);
      return time_point(duration(chrono::seconds(tp.tv_sec)
                                 + chrono::nanoseconds(tp.tv_nsec)));
    }

来源：https://code.woboq.org/gcc/libstdc++-v3/src/c++11/chrono.cc.html

（以上代码已清理）

所以精度就在那里，你只需要用

在纳秒内检索它

uint64_t utc_now_nanos() {
    std::chrono::steady_clock::time_point tp = std::chrono::steady_clock::now();
    return std::chrono::time_point_cast<std::chrono::nanoseconds>(tp).time_since_epoch().count();
}

为什么 chrono::system_clock returns 微秒而 clock_gettime returns 纳秒

Why does chrono::system_clock returns microseconds whereas clock_gettime returns nanoseconds

c++

chrono

nanotime