深入理解clock_monotonic

一、clock_monotonic 簡介

clock_monotonic 是一個用於表示時間的系統時鐘。它是一個單調時鐘，由於它是單調且不受系統時間調整影響，因此它是可靠的計時器。使用 clock_monotonic 計時精度較高，通常比其他計時器如 gettimeofday 精度更高。

clock_monotonic 可以通過調用 clock_gettime 系統調用來獲得，它的精度通常為納秒級別。

二、使用 clock_monotonic 進行計時

使用 clock_monotonic 進行計時通常需要經過以下步驟：

1. 定義 struct timespec ts 變數

struct timespec ts;

2. 調用 clock_gettime 系統調用

clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);

3. 計算兩次調用 clock_gettime 之間的時間差

struct timespec start, end;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start);

// 執行耗時操作

clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &end);

double elapsed = (end.tv_sec - start.tv_sec) + (end.tv_nsec - start.tv_nsec) / 1000000000.0;

其中，start 和 end 分別表示兩次調用 clock_gettime 的時間點，elapsed 表示兩次調用之間的時間差。

三、使用 clock_monotonic 進行定時

使用 clock_monotonic 進行定時通常需要經過以下步驟：

1. 定義 struct timespec ts 變數

struct timespec ts;

2. 計算定時時間

clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);

// 定時 5 秒
ts.tv_sec += 5;

3. 等待定時時間到達

while (clock_nanosleep(CLOCK_MONOTONIC, TIMER_ABSTIME, &ts, NULL) != 0);

其中，TIMER_ABSTIME 表示使用絕對時間進行定時，&ts 表示要等待的時間點。

四、使用 clock_monotonic 進行性能測試

使用 clock_monotonic 進行性能測試通常需要經過以下步驟：

1. 定義 struct timespec ts 變數

struct timespec ts;

2. 開始計時

clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);

// 執行耗時操作

// 計算執行時間
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
double elapsed = ts.tv_sec * 1000.0 + ts.tv_nsec / 1000000.0;

其中，執行耗時操作的代碼塊需要放在兩次調用 clock_gettime 之間。

五、小結

本文詳細介紹了 clock_monotonic 的使用方法，包括計時、定時和性能測試等方面。相比於其他計時器，clock_monotonic 具有更高的精度和可靠性，可以滿足更高要求的時間計算，適用於各種領域，如操作系統、實時系統、遊戲開發等。