Linux不同时钟的区别

今天发现项目中调用 clock_gettime 函数传入时钟类型参数时有 CLOCK_MONOTONIC、CLOCK_MONOTONIC_RAW、CLOCK_BOOTTIME、CLOCK_REALTIME 几种，对这几种时钟类型的区别有些疑惑，于是查阅了函数的说明文档，编写代码测试，以加深对clock_gettime 函数的理解

测试代码

#include <time.h>
#include<iostream>
using namespace std;

void mono_time_test()
{
  struct timespec sp;
  clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &sp);
  std::cout << "mono_time...sec:" << sp.tv_sec << std::endl;
}

void real_time_test()
{
   struct timespec sp;
   clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &sp);
   std::cout << "real_time...sec:" << sp.tv_sec << std::endl;

}
void boot_time_test()
{
    struct timespec sp;
    clock_gettime(CLOCK_BOOTTIME, &sp);
    std::cout <<"boot_time..sec:" << sp.tv_sec << std::endl;
}

void mono_raw_time_test()
{
   struct timespec sp;
   clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_RAW, &sp);
   std::cout << "mono_raw_time...sec:" << sp.tv_sec << std::endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
        mono_time_test();
        mono_raw_time_test();
        boot_time_test();
        real_time_test();
        
        return 1;
}

• 使用以下命令编译代码，生成测试程序

[wl@ecs-centos-7 my]$ g++ -o main main.cpp 
[wl@ecs-centos-7 my]$ ll
total 16
-rwxrwxr-x 1 wl wl 9264 Apr 10 23:30 main
-rw-rw-r-- 1 wl wl  848 Apr 10 23:23 main.cpp

机器时间测试

• 修改机器时间前，执行测试程序，输出如下结果

[wl@ecs-centos-7 my]$ ./main 
mono_time...sec:71
mono_raw_time...sec:71
boot_time..sec:71
real_time...sec:1586532575
[wl@ecs-centos-7 my]$ date -d "1970-01-01 UTC 1586532575 seconds" "+%F %T"          
2020-04-10 23:29:35

• 执行以下命令，修改机器时间

[root@ecs-centos-7 my]$ date -s "2020-04-11 23:30:08"

• 机器时间修改完成，执行测试程序，输出如下结果

[root@ecs-centos-7 my]# date
Sat Apr 11 23:30:01 CST 2020
[wl@ecs-centos-7 my]$ ./main 
mono_time...sec:178
mono_raw_time...sec:178
boot_time..sec:178
real_time...sec:1586619008
[wl@ecs-centos-7 ~]$ date -d "1970-01-01 UTC 1586619008 seconds" "+%F %T"          
2020-04-11 23:30:08

测试结果

• CLOCK_MONOTONIC、CLOCK_MONOTONIC_RAW、CLOCK_BOOTTIME 都不随物理机器时间改变而改变

• CLOCK_REALTIME 是随物理机器时间改变而改变的

系统休眠测试

下面测试系统休眠对几种时钟的影响，为了对比休眠测试的结果，休眠前后都需要执行一次测试程序

• 休眠前,执行测试程序，下面是输出结果

[wl@ecs-centos-7 my]$ ./main 
mono_time...sec:45
mono_raw_time...sec:45
boot_time..sec:45
real_time...sec:1586535342

• 执行以下命令，使系统进入休眠

注意：systemctl suspend 命令需要慎重，为避免执行后无法唤醒系统，建议先确保机器可以唤醒休眠。我是通过云服管理后台唤醒系统的

[wl@ecs-centos-7 my]$ systemctl suspend
==== AUTHENTICATING FOR org.freedesktop.login1.suspend ===
Authentication is required for suspending the system.
Authenticating as: root
Password: 
==== AUTHENTICATION COMPLETE ===

• 唤醒系统，执行测试程序，下面是输出结果

[wl@ecs-centos-7 my]$ ./main 
mono_time...sec:237
mono_raw_time...sec:237
boot_time..sec:367
real_time...sec:1586535664

测试结果

• CLOCK_MONOTONIC、CLOCK_MONOTONIC_RAW 不包含系统休眠期间的时间

• CLOCK_BOOTTIME、CLOCK_REALTIME 包含系统休眠期间的时间

物理机器重启测试

• 重启机器之前，执行测试程序，下面是输出结果

[wl@ecs-centos-7 my]$ ./main 
mono_time...sec:2510
mono_raw_time...sec:2510
boot_time..sec:2640
real_time...sec:1586537938

• 执行以下命令重启机器

[wl@ecs-centos-7 my]$ reboot
==== AUTHENTICATING FOR org.freedesktop.login1.reboot ===
Authentication is required for rebooting the system.
Authenticating as: root
Password: 
==== AUTHENTICATION COMPLETE ===

• 重启完成，执行测试程序，下面是输出结果

[wl@ecs-centos-7 my]$ ./main 
mono_time...sec:41
mono_raw_time...sec:41
boot_time..sec:41
real_time...sec:1586537997

测试结果

• 重启物理机器对 CLOCK_REALTIME 没有任何影响
• 重启物理机器后, CLOCK_MONOTONIC、CLOCK_MONOTONIC_RAW、CLOCK_BOOTTIME 时间全部重新计数

参考

https://linux.die.net/man/2/clock_gettime