linux下单调时间（另附墙上时间、CPU时间）

最新推荐文章于 2025-03-10 18:54:35 发布

王log

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分类专栏： linux编程

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1、单调时间

linux下编写应用程序时，涉及到时间获取有多个函数可以选择，这些常用获取时间函数之间的差异：
《1》、 time
该函数返回自1970来的秒数，精度过低；
《2》、gettimeofday
该函数返回自1970年以来的秒数和微秒数，精度足够，符合一般场景的使用期望。但是如果系统时间因为ntp等原因发生时间调变，那么用这个函数来计算相对时间就很可能会出问题，此种情况下就不要使用该函数。
注意：
该函数timeval结构体内的tv_sec是time_t类型的，即是long类型。在32位系统下为4字节，能够表示的最大整数是2147483647，这个数代表的时间是2038-01-19 03：14：07，超过这个时间点后变为-2147483647，这个就是linux 2038年问题。在64位系统下不用担心溢出问题，因为此时long类型为8字节（能表示几千亿年）。
《3》、 clock_gettime
该函数返回自系统启动后的秒数和纳秒数，精度很高。该函数提供八种类型clock，见下图。其中CLOCK_MONOTONIC提供了单调递增的时间戳【单调时间】。
不过该函数没有考虑ntp的情况，所以并不是绝对意义上的单调递增。
在这里插入图片描述

《4》、syscall(SYS_clock_gettime, CLOCK_MONOTONIC_RAW, struct timespec*tp)
&#8194该函数提供了真正意义上的单调递增时间。

struct timespec {
time_t tv_sec; // seconds 
long tv_nsec; // and nanoseconds 
};

struct timeval {
time_t tv_sec; // seconds 
long tv_usec; // microseconds 
};

struct timezone{ 
int tz_minuteswest; //miniutes west of Greenwich 
int tz_dsttime; //type of DST correction 
};

实例：

#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<time.h>
#include<sys/time.h>
#include<stdint.h>
#include<sys/syscall.h>

int main()
{
    struct timeval tv;

    gettimeofday(&tv, NULL);
    int64_t ms_time = (int64_t)tv.tv_sec*1000 + tv.tv_usec/1000;
    //(int64_t)类型转换对于32位的系统是必须的，否则乘上1000会溢出
    printf("gettimeofday: sec = %ld, usec = %ld\n", tv.tv_sec, tv.tv_usec);

    struct timespec tp;
    syscall(SYS_clock_gettime, CLOCK_MONOTONIC_RAW, &tp);
    printf("SYS_clock_gettime: sec = %ld, nsec = %ld\n", tp.tv_sec, tp.tv_nsec);

    return 0;
}

2、墙上时钟时间、用户CPU时间，系统CPU时间

时钟时间：从进程开始运行到结束，时钟走过的时间，这其中包含了进程阻塞和等待状态的时间。其值与系统中同时运行的进程数有关。
用户CPU时间：进程获得CPU资源之后，在用户态执行的时间（执行用户指令所用的时间量）；
系统CPU时间：用户进程获得CPU资源之后，在内核态的执行时间。
CPU时间 = 用户CPU时间 + 系统CPU时间；

获取进程的时钟时间、用户时间和系统时间可以使用下两中方法：
《1》time命令

time exe_file_name

《2》使用times函数获得

#include <sys/times.h>
clock_t times(struct tms *buf)
//返回值：若成功，返回流逝的墙上时钟时间（以时钟滴答数为单位），若出错，返回-1

struct tms
{
    clock_t tms_utime;  /*user CPU time*/
    clock_t tms_stime;  /*system CPU time*/
    clock_t tms_cutime; /*user CPU time, terminated children 子进行用户 CPU 时间*/
    clock_t tms_sctime; /*system CPU time, terminated children  子进行系统 CPU 时间*/
};

3、参考：
《1》、《unix环境高级编程》第三版-- 1.10，8.17
《2》、https://www.cnblogs.com/vinozly/p/5078755.html
《3》、https://blog.youkuaiyun.com/sollor525/article/details/74202550