nanoTime()获取纳秒——及System.nanoTime与System.currentTimeMillis比较

本文详细对比了System.currentTimeMillis与System.nanoTime两个函数的特性与用途。前者基于系统时间,提供毫秒级精度,可用于时间显示及计算;后者基于CPU时间片,提供纳秒级精度,仅用于计算时间差,不受系统时间调整影响。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

System有一个静态的函数nanoTime函数,该函数是返回纳秒的。1毫秒=1纳秒*1000*1000。

long nano = System.nanoTime();

该函数只能用于计算时间差。

System.nanoTime与System.currentTimeMillis比较

首先

  • currentTimeMillis返回的是系统当前时间和1970-01-01之前间隔时间的毫秒数,如果系统时间固定则方法返回值也是一定的(这么说是为了强调和nanoTime的区别),精确度是毫秒级别的
  • nanoTime的返回值本身则没有什么意义,因为它基于的时间点是随机的,甚至可能是一个未来的时间,所以返回值可能为负数。但是其精确度为纳秒,相对高了不少。
  • currentTimeMillis不仅可以用来计算代码执行消耗的时间 ,也可以和Date类方便的转换。而nanoTime则不行
  • 可以这么说吧,currentTimeMillis是一个时钟,而nanoTime是一个计时器,你可以用时钟来计算时间差,也可以用来单纯的看时间,但是作为计时器的nanoTime则只能用来计算时间差,好在优点是精确度高
  • currentTimeMillis是基于系统时间的,也就是说如果你再程序执行期间更改了系统时间则结果就会出错,而nanoTime是基于CPU的时间片来计算时间的,无法人为干扰
  • 前面说了nanoTime基于的时间点是随机的,但是对于同一个JVM里,不同地方使用到的基点时间是一样的

参考:https://blog.youkuaiyun.com/tuoni123/article/details/80236048

 

 平时产生随机数时我们经常拿时间做种子,比如用System.currentTimeMillis的结果,但是在执行一些循环中使用了System.currentTimeMillis,那么每次的结果将会差别很小,甚至一样,因为现代的计算机运行速度很快。后来看到java中产生随机数函数以及线程池中的一些函数使用的都是System.nanoTime。

### Java 中 `System.currentTimeMillis()` 和 `System.nanoTime()` 的使用场景及区别 #### 1. 基本功能返回值 `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"); } } ``` ####
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值