30、分布式系统中不可靠时钟的挑战与应对

分布式系统中不可靠时钟的挑战与应对

1. 时钟类型概述

现代计算机通常具备两种不同类型的时钟：日期时钟（Time-of-day clocks）和单调时钟（Monotonic clocks）。尽管它们都用于测量时间，但用途各异，因此有必要加以区分。

1.1 日期时钟

日期时钟的功能符合我们对时钟的直观预期，它依据某种日历返回当前的日期和时间，也被称作挂钟时间（wall-clock time）。例如，在 Linux 系统中调用 clock_gettime(CLOCK_REALTIME) 以及在 Java 里使用 System.currentTimeMillis() ，都会返回自纪元（Epoch）起的秒数（或毫秒数）。这里的纪元通常指的是 1970 年 1 月 1 日午夜 UTC，且不考虑闰秒。不过，部分系统会采用其他日期作为参考点。

日期时钟一般会通过网络时间协议（NTP）进行同步，这意味着理想情况下，不同机器上的时间戳具有相同的含义。然而，日期时钟也存在一些问题。若本地时钟与 NTP 服务器的时间差距过大，可能会被强制重置，从而出现时间回溯的现象。此外，日期时钟常常忽略闰秒，这使得它不太适合用于测量经过的时间。而且，历史上日期时钟的分辨率较为粗糙，像在较旧的 Windows 系统中，时间可能以 10 毫秒为步长前进，但在近期的系统中，这个问题已有所改善。

1.2 单调时钟

单调时钟适合用于测量持续时间（时间间隔），例如超时时间或服务的响应时间。在 Linux 系统中， clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC)