2018-06-19-C里面的几个时间函数(翻译)

翻译一下 几个时间函数 第一个回答，写得比较好。建议看原文，里面有链接的。

问题就在于在 C/C++ 中有多个时间函数，它们在行为和实现方面都有不同。 关于这个问题，网上还有很多“半答案”。把这些函数一起编译一下就可以准确 回答这个问题了。开始前，我想问下我们需要考虑哪些特性呢？看到前面你的描 述，我认为以下几点：

1. 处理的时哪个时间呢？（实际时间，用户时间，系统时间还是，最好不要， 墙上时钟？）。
2. 时钟的精度是多少？（秒，毫秒，微秒还是更快？）
3. 时钟多长时间会绕回来？或者有对应的机制来避免这种情况发生？
4. 时钟是单调的吗？或者说他会不会随着系统时间的改变而改变？（通过NTP， 时区，夏令时，用户自己设置等竺）。
5. 上述这些的实现之间的区别？
6. 对应的函数是否已经废弃？非标准？等等。

开始前呢，我想指出的是，“墙上时钟”一般很少使用。因为它会随着时区的改 变，夏令时的改变或者是NTP改变了系统时间而改变。在需要使用时间来设置事 件或是进行性能测试时，时间的改变可不是什么好事情。它只能说是像它的名字 一样：一个挂在墙上的时钟（或者桌面上）。

下面是我所能找到的Linux和OS X上的“时钟”：

1. time() 返回系统的墙上时钟，精确到秒。
2. clock() 看起来会返回用户时间和系统时间的和。它存在于C89及以后的 标准。 有一段时间这应该是循环中的CPU时间，但是现代的标准像POSIX要 求CLOCKS_PER_SEC为1000000。这样的话，它最大能精确到1微秒。在我的 系统时，它确实可以精确到1微秒。 该时钟一旦到达最大值就会回绕（通 常发生在2^32个ticks之后，这对于1MHz的时钟来说并不长。）。clock的 manual上说明了在glibc 2.18之后，它在Linux中是由 clock_gettime(CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID, …)实现的。
3. clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ...) 提供了纳秒级的精度，并且它 是单调的。我认为结构体中的“秒”和“纳秒”是分开的，每一个都是单 独的32位数。因此，任何的加绕都只会发生在启动后的很多年之后。 这 看起来是一个很不错的时间，但不幸地是，它现在在OS X中还不支持。 POSIX 7中把 CLOCK_MONOTONIC 描述为一个可选的扩展。
4. getrusage() 是最适合我使用的函数。它分别返回用户时间和系统时间， 并且不会加绕。在我的系统上面，它的精度是1微秒，但我也在Linux系统 上测试了(Red Hat 4.1.2-48 with GCC 4.1.2)，它在Linux上的精度只有1 毫秒。
5. gettimeofday() 以微秒的精度（字面上）返回墙上时钟。在我的系统上 这个函数是真的有微秒的精度，但这是不能保证的。因为“系统时钟的精 度是依赖于硬件的。POSIX.1-2008上面说：“应该使用 closck_gettime函 数来替换废弃的gettimeofday函数。”所以最好是不用它了。x86的Linux 上把它实现成了一个系统调用。
6. mach_absolute_time() 是一个OS X上高精度（纳秒级）时钟函数。在我 的系统上，它确实提供了纳秒级的精度。理论上这个接口是会回绕的，但 是他把纳秒保存在一个64位的无符号整型中，所以现实中回绕基本不再是 问题。该函数是否可移植不太确定。

除了特殊说明，上面所有的函数在Linux和OS X中都存在。我的系统是 Apple running OS X 10.8.3 with GCC 4.7.2 from MacPorts 。