System.nanotime运行缓慢？

Question

我的一个朋友向我展示了他所做的一些事情，而我却无法解释这是如何发生的：他正在使用 System.nanotime 来计时，并且它每秒都会向用户提供更新以告诉用户多少时间已经过去（这部分是 Thread.sleep(1000)），而且似乎花了很长时间（等待 10 秒的事情大约需要 3 分钟才能完成）。我们尝试使用毫秒来查看已经过去了多少时间：它打印每秒过去了多少纳米时间，我们看到每一秒，纳米时间每秒移动大约 40-50 毫秒。

我检查了与 System.nanotime 和 Java 相关的错误，但似乎我能找到的唯一涉及纳米时间的东西突然 大幅增加然后停止。我还根据我在另一个问题中读到的内容浏览了此博客文章，但是没有任何可能导致它的东西。

显然，可以通过使用毫秒来解决这种情况；有很多解决方法，但我很好奇的是，除了系统时钟的硬件问题或至少CPU拥有的最准确的时钟之外是否还有其他问题（因为这就是System.nanotime似乎使用的）这会导致它像这样一直运行缓慢吗？

long initialNano = System.nanoTime();
long initialMili = System.currentTimeMillis();
//Obviously the code isn't actually doing a while(true), 
//but it illustrates the point
while(true) {
    Thread.sleep(1000);
    long currentNano = System.nanoTime();
    long currentMili = System.currentTimeMillis();
    double secondsNano = ((double) (currentNano - initialNano))/1000000000D;
    double secondsMili = ((double) (currentMili - initialMili))/1000D;
    System.out.println(secondsNano);
    System.out.println(secondsMili);
}

SecondNano 将打印 0.04 的内容，而 SecondsMili 将打印非常接近 1 的内容。

看起来沿着这条线的错误已在 Sun 的 bug 数据库，但他们将其作为重复项关闭，但他们的链接不会转到现有的 bug。这似乎是非常特定于系统的，所以我越来越确定这是一个硬件问题。

Answer 1

...他使用 System.nanotime 使程序在执行某些操作之前等待，并且...

您能给我们展示一些代码来准确演示他在做什么吗？是否是某种奇怪的繁忙循环，如下所示：

long t = System.nanoTime() + 1000000000L;
while (System.nanoTime() < t) { /* do nothing */ }

如果是，那么这不是让程序暂停一段时间的正确方法。使用 Thread.sleep(...) 来使程序等待指定的毫秒数。

Answer 2

您是否意识到您正在使用的循环运行时间并不正好是 1 秒？首先，Thread.sleep() 不能保证准确，并且循环中的其余代码确实需要一些时间来执行（nanoTime() 和 currentTimeMillis() 实际上可能非常慢，具体取决于底层实现）。其次，System.currentTimeMillis() 也不能保证准确（它仅在某些操作系统和硬件组合上每 50 毫秒更新一次）。您还提到上面不准确到 40-50ms，然后继续说 0.004s，实际上只有 4ms。

我建议您将 System.out.println() 更改为：

System.out.println(secondsNano - secondsMili);

这样，您将能够看到两个时钟每秒的差异有多大。我让它在我的笔记本电脑上运行了大约 12 个小时，结果慢了 1.46 秒（快，不慢）。这表明两个时钟存在一定的漂移。

我认为 currentTimeMillis() 方法在很长一段时间内提供更准确的时间，但 nanoTime() 具有更高的分辨率，并且有利于计时代码或在短时间内提供亚毫秒计时。

Answer 3

我也遇到过同样的问题。除了我的情况之外，它更明显。

通过这个简单的程序：

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            try { 
                Thread.sleep(1000); 
            } 
            catch (InterruptedException e) { 
            }

            OStream.out("\t" + System.currentTimeMillis() + "\t" + nanoTimeMillis());
        }
    }

    static long nanoTimeMillis() {
        return Math.round(System.nanoTime() / 1000000.0);
    }
}

我得到以下结果：

13:05:16:380 main:  1288199116375   61530042
13:05:16:764 main:  1288199117375   61530438
13:05:17:134 main:  1288199118375   61530808
13:05:17:510 main:  1288199119375   61531183
13:05:17:886 main:  1288199120375   61531559

nanoTime 显示每秒仅经过约 400 毫秒。