System.nanoTime() 的隐患

      前段时间项目中需要 统计接口连接时间,考虑到连接时间一般都是零点几毫秒级别的,为了拿到更精确地数值,没有使用System.currentTimeMillis(),而是贸然地使用System.nanoTime()来统计时间,后来分析服务器上的数据,发现 竟然有10-15%的数据数值竟然超过了 10的13次方。

     原因:

System.currentTimeMillis() 起始时间是基于 1970.1.1 0:00:00 这个确定的时间的,而System.nanoTime()是基于cpu核心的时钟周期来计时,它的开始时间是不确定的。(有篇文章说是更加cpu核心的启动时间开始计算的)

但是在多核处理器上,由于每个核心的开始时间不确定,但是在多核处理器上,

	long start = System.nanoTime();
		String ip = Utilities.getIpByUrl(url);
		long cost = System.nanoTime() - start;

 

 这段代码有可能会运行在两个不同的cpu核心上,从而导致得到的结果完全不符逻辑。

 

Returns the current timestamp of the most precise timer available on the local system, in nanoseconds. Equivalent to Linux's CLOCK_MONOTONIC.

This timestamp should only be used to measure a duration by comparing it against another timestamp from the same process on the same device. Values returned by this method do not have a defined correspondence to wall clock times; the zero value is typically whenever the device last booted. Use currentTimeMillis() if you want to know what time it is. 

     

### Java 中 `System.currentTimeMillis()` 和 `System.nanoTime()` 的使用场景及区别 #### 1. 基本功能与返回值 `System.currentTimeMillis()` 返回自 1970 年 1 月 1 日午夜(UTC 时间)以来的毫秒数。它适合用于获取当前时间戳或计算日期和时间相关的操作[^4]。 `System.nanoTime()` 提供了一个高精度的时间计数器,返回的是相对于某个固定点的时间值,单位为纳秒。它的主要用途是进行精确的时间测量,而不是表示绝对时间[^4]。 #### 2. 精度与分辨率 `System.nanoTime()` 的精度通常比 `System.currentTimeMillis()` 高得多,具体取决于底层硬件和操作系统支持的分辨率。在现代处理器上,`System.nanoTime()` 可以达到纳秒级精度,而 `System.currentTimeMillis()` 的精度通常限制在毫秒级别[^3]。 #### 3. 使用场景 - **`System.currentTimeMillis()`**:适用于需要获取当前时间或进行长时间跨度的时间计算,例如记录日志、文件命名、任务调度等。由于其依赖于系统时钟,可能会受到 NTP(网络时间协议)同步的影响,因此不适合用于高精度计时[^4]。 - **`System.nanoTime()`**:适用于需要高精度计时的场景,例如性能测试、算法运行时间统计、动画帧率控制等。由于它不依赖于系统时钟,因此不会受到外部时间调整的影响[^4]。 #### 4. 性能比较 关于两者的性能差异,网上存在一些片面的讨论。实际上,`System.currentTimeMillis()` 和 `System.nanoTime()` 的调用开销都非常小,在大多数情况下可以忽略不计。然而,`System.nanoTime()` 的实现可能涉及更复杂的底层机制(如 TSC 或 HPET),因此在某些极端情况下可能稍慢于 `System.currentTimeMillis()`[^1]。以下是一个简单的性能测试示例: ```java public class TimeTest { public static void main(String[] args) { long iterations = 1_000_000; // 测试 currentTimeMillis long startMillis = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < iterations; i++) { System.currentTimeMillis(); } long endMillis = System.currentTimeMillis(); System.out.println("currentTimeMillis took: " + (endMillis - startMillis) + " ms"); // 测试 nanoTime long startNano = System.nanoTime(); for (int i = 0; i < iterations; i++) { System.nanoTime(); } long endNano = System.nanoTime(); System.out.println("nanoTime took: " + (endNano - startNano) / 1_000_000 + " ms"); } } ``` #### 5. 实现机制 `System.currentTimeMillis()` 是一个本地方法,最终调用的是操作系统的时钟服务。例如,在 OpenJDK 的实现中,它通过 `os::javaTimeMillis()` 获取当前时间戳。 `System.nanoTime()` 则依赖于更高精度的计时器,如 x86 平台上的 TSC(时间戳计数器)或 Linux 上的 HPET(高精度事件计时器)。这种设计使得 `System.nanoTime()` 能够提供更高的分辨率,但其绝对值没有实际意义。 #### 6. 注意事项 - `System.nanoTime()` 的返回值是一个相对值,不能直接用于表示绝对时间。 - 在多核系统上,`System.nanoTime()` 的一致性可能受硬件影响。例如,如果不同 CPU 核心的 TSC 不同步,则可能导致时间跳跃或倒退的问题[^1]。 - 如果需要同时获取高精度时间和绝对时间戳,可以结合两者使用。例如,先记录一个基准时间戳 `baseTime = System.currentTimeMillis()`,然后通过 `deltaTime = System.nanoTime()` 计算相对时间差[^4]。 ### 示例代码 以下是一个使用 `System.nanoTime()` 进行性能测试的示例: ```java public class PerformanceTest { public static void main(String[] args) { long startTime = System.nanoTime(); int sum = 0; for (int i = 0; i < 1_000_000; i++) { sum += i; } long endTime = System.nanoTime(); System.out.println("Sum: " + sum); System.out.println("Execution time: " + (endTime - startTime) + " ns"); } } ``` ####
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