在C ++实现中std :: chrono :: system_clock vs std :: chrono :: steady_clock的精度是多少？

Question

以下程序：

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <vector>

inline uint64_t now() {
    return std::chrono::duration_cast
       <std::chrono::nanoseconds> 
       (std::chrono::system_clock::now()
          .time_since_epoch())
       .count();
}

int main() {
        std::vector<uint64_t> v;
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
                v.push_back(now());

        for (int i = 0; i < v.size()-1; i++)
                std::cout << v[i+1] - v[i] << std::endl;
}

打印数量在250到300左右的范围内：

g++ (Ubuntu 8.2.0-7ubuntu1) 8.2.0

有：

Linux 4.18.0-15-generic #16-Ubuntu SMP x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

意思是std :: chrono :: system_clock在这个系统上是纳秒精度（很可能是gettimeofday对吗？）。我有几个问题：

1. 这个系统在std::chrono::system_clock和std::chrono::steady_clock之间的区别是什么？ （是的，我知道它们在标准中有不同的指定，我正在考虑这个实现。）
2. 所有libstdc ++目标的答案是否相同？
3. 所有libc ++目标的答案是否相同？
4. Windows / MSVC目标的答案是否相同？

Answer 1

我不确定你是否在问你想要回答的问题。我看到的一件事是你在稳定性和系统时钟方面的问题，就其精度而言。第二，从单独的片段判断，是关于system_clock :: now，duration_cast，vector :: push_back / vector :: insert和（implicit）vector :: resize的性能。

如果你不介意，我会尝试回答这两个中的第一个：

• 这些时钟的关键是一个（system_clock）适合与任何物理日历互操作，因此有时可以返回（ 随着夏季/冬季时间的过渡 当有人或某事改变机器上的系统时间时，请参阅Difference between std::system_clock and std::steady_clock?），而另一个（steady_clock）保证只能前进并且适用于例如测量push_back的长度。
• 这些时钟的分辨率无法保证。这就是为什么你应该保持时钟的持续时间类型，只要合理，并且只在打印之前使用.count（）访问器;但是，由于对所用的时间没有任何保证，你应该也可以 做一个duration_cast稳定的东西， 或者执行一些花哨的后缀选择，使用句点作为某些元程序的参数。
• 没有关于time_since_epoch（）的含义的保证，在C ++ 20之前，没有办法比较属于两个不同时钟的time_points / durations
• 并且，请记住，在任何系统上，对任何时钟的周期分辨率都没有任何保证;我发现了困难的方法（编写一些花哨的模板），甚至不能保证周期可以被1000整除...对于其中一个时钟，其中一个库使用1超过10 ^ 8作为周期.. 。

因此，询问任何特定的实现并希望它们的常量也将用于其他实现 - 即使对于同一个供应商 - 也是不可取的。我总是尝试使用clock的:: time_point，或者:: duration，或者作为最后的手段，毫秒或纳秒，这取决于我测量什么以及测量的东西飞得多快。

还请注意有system_clock ::（to / from）_time_t（）函数，即使system_clock :: duration具有更精细的周期，它肯定会产生1超过1的值（秒）。

使用steady_clock，其time_point和尽可能晚地调用duration_cast的修订片段将是：

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
        using namespace std::chrono;
        using clock = steady_clock;

        std::vector<clock::time_point> v;
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
                v.push_back(clock::now());

        for (size_t i = 0; i < v.size()-1; i++) {
                std::cout
                        << duration_cast<nanoseconds>(
                                v[i+1] - v[i]
                                ).count()
                        << "ns\n";
        }
}

编辑：哦，另一件事是原始代码中没有任何内容可以证明你的库在system_clock中使用nano作为句点。你正在做一个duration_cast <nanoseconds>（如果必须的话，它使用整数除法）并从中获得周期，但持续时间不同，例如duration_cast <duration <long long，pico >>，你也可以在下面的某个地方得到非零值最低的1000.不太可能，但可能永远不会少。

编辑2：Sheesh这很复杂。在第一个项目符号点中更改了system_clock不稳定的原因。