std：：time：：持续时间是否与“时间”箱中的time::precise_time_ns一样精确？

Question

长期以来，time板条箱及其time::precise_time_ns功能一直是精确测量锈蚀时间的标准方法。但是，现在不推荐time机箱，而std库有用于度量所用时间的std::time::Instant。

我不确定它有同样的精度，至少从设计上看是这样的。我知道这可能是一个模糊的问题，因为对于不同的OSes，这两种事物都有不同的实现，而且实现可能在不同的版本中发生变化，但至少它们有相同的目的吗？至少从设计的角度来看，std::time::Duration是time::precise_time_ns的正确替代品吗？

在我的系统(Mac )上运行这个脚本会输出相当小的持续时间，所以它可能非常精确：

use std::time::Instant;

fn main() {
    let mut t = Instant::now();
    loop {
        println!("{:?}", t.elapsed());
        t = Instant::now();
    }
}

40ns
42ns
41ns
45ns
40ns
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41ns
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40ns

Answer 1

是的，具有很高的确定性，std::time::Instant是time::precise_time_ns的正确替代品，具有相同或更好的精度。

在Rust 1.33.0、time 0.1.41中，大多数OSes of time::precise_time_ns()和std::time::Instant::now()的实现是相同的，很少有例外。

• Unix：同，clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ...)
• MacOS：相同，mach_absolute_time
• ：相同，QueryPerformanceCounter
• Wasm32：time没有实现，std使用TimeSysCall::perform(TimeClock::Monotonic)
• 氧化还原：相同，与unix相同
• SGX：实现不同，可能std有更正确的实现。

在未来的版本中，std::time::Instant::now实现不太可能恶化。

实现细节

所有实现都在单个文件中。，带有cfg标志，标准库每个系统都有目录，在编译时选择实现的mod.rs (unix还为time.rs内的mac提供了条件编译)。

Unix，“正则”，而不是MacOS或iOS

这两种实现都使用clock_gettime (3)和CLOCK_MONOTONIC clock_id。

时间

#[cfg(all(not(target_os = "macos"), not(target_os = "ios")))]

let mut ts = libc::timespec { tv_sec: 0, tv_nsec: 0 };
unsafe {
    libc::clock_gettime(libc::CLOCK_MONOTONIC, &mut ts);
}
(ts.tv_sec as u64) * 1000000000 + (ts.tv_nsec as u64)

标准

#[cfg(unix)] + #[cfg(not(any(target_os = "macos", target_os = "ios")))]

Instant { t: now(libc::CLOCK_MONOTONIC) }

Unix、MacOS或iOS

这两种实现都使用mach_absolute_time。

顺便说一句，标准clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ...)也在我的系统上工作，MacOS10.13.6，但我不确定它是否真的是单调的。

时间

#[cfg(any(target_os = "macos", target_os = "ios"))]

unsafe {
    let time = libc::mach_absolute_time();
    let info = info();
    time * info.numer as u64 / info.denom as u64
}

标准

#[cfg(unix)] + #[cfg(any(target_os = "macos", target_os = "ios"))]

Instant { t: unsafe { libc::mach_absolute_time() } }

视窗

这两种实现都使用QueryPerformanceCounter

时间

#[cfg(windows)]

let mut ticks = i64_to_large_integer(0);
unsafe {
    assert!(QueryPerformanceCounter(&mut ticks) == 1);
}
mul_div_i64(large_integer_to_i64(ticks), 1000000000, frequency()) as u64

标准

#[cfg(windows)]

let mut t = Instant { t: 0 };
cvt(unsafe {
    c::QueryPerformanceCounter(&mut t.t)
}).unwrap();
t

Wasm32

它可能是用于非网络使用，与万维网无关。它time机箱，它没有实现。

时间

#[cfg(all(target_arch = "wasm32", not(target_os = "emscripten")))]

unimplemented!()

标准

#[cfg(target_arch = "wasm32")]

Instant(TimeSysCall::perform(TimeClock::Monotonic))

氧化还原

这两种实现都使用clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ...)，与unux相同。

时间

#[cfg(target_os = "redox")]

let mut ts = syscall::TimeSpec { tv_sec: 0, tv_nsec: 0 };
syscall::clock_gettime(syscall::CLOCK_MONOTONIC, &mut ts).unwrap();
(ts.tv_sec as u64) * 1000000000 + (ts.tv_nsec as u64)

标准

#[cfg(target_os = "redox")]

Instant { t: now(syscall::CLOCK_MONOTONIC) }

SGX

这里的实现是不同的。time机箱回到std，并使用非单调时间(可能当时在std中没有单调时间)。从时间迁移到std可能会提高准确性，因为它使用的是SGX特定的调用。

时间

#[cfg(target_env = "sgx")]

// This unwrap is safe because current time is well ahead of UNIX_EPOCH, unless system clock is adjusted backward.
let std_duration = SystemTime::now().duration_since(SystemTime::UNIX_EPOCH).unwrap();
std_duration.as_secs() * NANOS_PER_SEC + std_duration.subsec_nanos() as u64

标准

#[cfg(all(target_vendor = "fortanix", target_env = "sgx"))]

Instant(usercalls::insecure_time())