steady_clock与system_clock的区别？

Question

我试图通过查看数据的时间戳来查看我的数据是否有120秒的历史，因此我有以下代码：

uint64_t now = duration_cast<milliseconds>(steady_clock::now().time_since_epoch()).count();
bool is_old = (120 * 1000 < (now - data_holder->getTimestamp()));

在上面的代码中，data_holder->getTimestamp()是uint64_t，它以毫秒为单位返回时间戳。

现在，当我打印出now变量值时，我看到了这个10011360，当我打印出data_holder->getTimestamp()值，也就是1437520382241，所以现在和数据持有者时间戳的区别应该是负的，对吗？为什么它会像下面的日志中所示的那样是正的呢？

2015-07-21 16:13:02,530 WARN 0x7f35312d1700 data_check - now value: 10011360 , data holder timestamp: 1437520382241 , difference: 18446742636199180735

我上面的代码看起来对吗？从上面的数据持有者时间戳来看，它看起来不是120秒前的数据，所以我觉得我的代码有问题吗？因为如果我将数据保持时间戳转换为实际时间(使用划时代转换器)，然后将其与上面所示的日志时间进行比较，那么它几乎是一样的。

如上面所示，我使用的是steady_clock。这里需要使用system_clock吗？steady_clock和system_clock在外行方面的区别是什么？我正在Ubuntu14.04框上运行这段代码。

Answer 1

以相反顺序回答问题：

steady_clock和system_clock在外行方面的区别是什么？

如果你手里拿着一个system_clock，你就叫它手表，它会告诉你现在是什么时候。

如果你手里拿着一个steady_clock，你会称它为秒表，它会告诉你某人跑一圈有多快，但它不会告诉你现在是什么时候。

如果你必须的话，你可以用你的手表给某人计时一圈。但是，如果你的手表(像我的)定期与另一台机器(如Boulder中的原子钟)交谈，以修正自己的时间，它可能会在计时上犯一些小错误。秒表不会犯这个错误，但它也不能告诉你正确的当前时间是什么。

我上面的代码看上去对吗？

不是的。即使它给了你合理的答案，我也不会说它是对的。不要难过，这是很多人在使用<chrono>库时犯的一个初学者错误。

对于<chrono>库，我遵循一个简单的规则。这个规则实际上是不完全正确的(因此它是一个指南)。但是，它已经足够接近，足以成为几乎总是遵循的指导方针：

不要使用count()。

还有一个推论：

不要使用time_since_epoch()。

<chrono>库是围绕一个类型安全系统设计的，目的是保护您免受单元转换错误的影响。如果意外尝试不安全的转换，则会在编译时捕获错误(而不是运行时错误)。

成员函数count()和time_since_epoch()是这种类型安全系统的“逃生舱口”.只在紧急情况下使用。当委员会忽略给您完成<chrono>类型的工作所需的所有工具(例如I/O)，或者需要通过整数与其他定时API接口时，就会出现这种紧急情况。

检查您的代码和其他代码，以便使用count()和time_since_epoch()，并仔细检查这些函数的每一种用法:是否可以重写代码以消除它们的使用？

检查代码的第一行：

uint64_t now = duration_cast<milliseconds>(steady_clock::now().time_since_epoch()).count();

now是time_point (来自steady_clock)。It单元是milliseconds，但此时我不确定这些单元是重要的。重要的是，now是从steady_clock检索的time_point。

auto now = steady_clock::now();

你的第二行更复杂：

bool is_old = (120 * 1000 < (now - data_holder->getTimestamp()));

让我们从data_holder->getTimestamp()开始:如果您可以修改getTimestamp()，那么应该修改它以返回time_point而不是uint64_t。要做到这一点，您必须知道正确的单位(您所做的-毫秒)，和，您将必须知道正确的时代。时代是用来测量毫秒的时间点。

在这种情况下，1437520382241ms大约是45.6年。假设这是最近的时间戳，45.6年前非常接近1970-01-01.事实证明，system_clock()的每个实现都使用1970-01-01作为它的时代(尽管每个实现与这个时代有不同的单位)。

因此，要么修改getTimestamp()以返回time_point<system_clock, milliseconds>，要么用time_point<system_clock, milliseconds>包装getTimestamp()的返回

auto dh_ts = system_clock::time_point{milliseconds{data_holder->getTimestamp()}};

现在，您的第二行是：

bool is_old = (120 * 1000 < (now - dh_ts));

另一个很好的指导方针是：

如果您在<chrono>代码中看到了转换因素，那么您就错了。<chrono>是为你做转换而生的。

bool is_old = (minutes{2} < (now - dh_ts));

接下来的步骤是风格化的，但是现在您的代码足够简单，可以去掉多余的括号，如果这对您有吸引力的话：

bool is_old = minutes{2} < now - dh_ts;

如果您能够修改getTimestamp()以返回一个类型安全值，那么这段代码也可以如下所示：

bool is_old = minutes{2} < now - data_holder->getTimestamp();

唉，不管怎样，这还是不能编译的！错误消息应该声明在now和dh_ts之间没有有效的dh_ts。

这是类型安全系统进来，以避免您运行时错误！

问题是，来自system_clock的system_clocks不能从steady_clock的time_points中减去(因为这两者有不同的时代)。所以你必须切换到：

auto now = system_clock::now();

把这一切结合在一起：

#include <chrono>
#include <cstdint>
#include <memory>

struct DataHolder
{
    std::chrono::system_clock::time_point
    getTimestamp()
    {
        using namespace std::chrono;
        return system_clock::time_point{milliseconds{1437520382241}};
    }
};

int
main()
{
    using namespace std;
    using namespace std::chrono;
    auto data_holder = std::unique_ptr<DataHolder>(new DataHolder);

    auto now = system_clock::now();
    bool is_old = minutes{2} < now - data_holder->getTimestamp();
}

在C++14中，最后一行可以变得更简洁一些：

    bool is_old = 2min < now - data_holder->getTimestamp();

总结如下：

• 拒绝使用count() (I/O除外)。
• 拒绝使用time_since_epoch() (I/O除外)。
• 拒绝使用换算系数(如1000)。
• 和它争论，直到它编译为止。

如果您在上述四点上取得成功，您很可能不会遇到任何运行时错误(但您将得到编译时错误的公平份额)。

Answer 2

1. steady_clock使用系统启动时间作为它的时代，system_clock使用1970-1-100:00作为它的时代，所以没有办法在它们之间做任何数学运算，这是没有意义的。
2. 在两个无符号整数之间做任何减法之前，请确保分钟大于减号。

Answer 3

第一件事

您看到正值的原因是由于无符号整数环绕。试试这个，看看：

std::cout << static_cast <uint64_t> (-1) << std::endl;

getTimestamp()返回的值是预期的吗？如果不是的话，如果没有看到getTimestamp()的实现，就很难看出出了什么问题。看起来时间戳不是用同一个时钟来测量的。

稳定相对于系统时间

稳定的时钟是测量时间间隔的最佳方法。引用cppreference.com

类std::chrono::steady_clock表示一个单调的时钟。这个时钟的时间点不能随着物理时间的推移而减少。此时钟与挂钟时间无关，最适合测量间隔时间。

与system_clock不同，后者不是单调的(也就是说，如果用户更改主机上的时间，时间就会减少)。