如何在Linux上停止时间倒流？

Question

这是我编写的一个小测试，用于验证时间确实只在 Linux 中向前运行。

#include <time.h>
#include <sys/time.h>  

bool timeGoesForwardTest2()
{
   timeval tv1, tv2;   
   double startTime = getTimeSeconds();  // my function

   while ( getTimeSeconds() - startTime < 5 )
   {
      gettimeofday( &tv1, NULL );  
      gettimeofday( &tv2, NULL );  

      if ( tv2.tv_usec == tv1.tv_usec &&
           tv2.tv_sec == tv1.tv_sec )
      {
         continue;  // Equal times are allowed.
      }

      // tv2 should be greater than tv1
      if ( !( tv2.tv_usec>tv1.tv_usec ||
              tv2.tv_sec-1 == tv1.tv_sec ) )
      {
         printf( "tv1: %d %d\n", int( tv1.tv_sec ), int( tv1.tv_usec ) );
         printf( "tv2: %d %d\n", int( tv2.tv_sec ), int( tv2.tv_usec ) );
         return false;
      }         
   }
   return true;
}

结果测试失败。

 tv1: 1296011067 632550
 tv2: 1296011067 632549

嗯……

为什么会发生这种情况？

这是我的设置：

Linux version 2.6.35-22-generic (buildd@rothera) (gcc version 4.4.5 (Ubuntu/Linaro 4.4.4-14ubuntu4) ) #33-Ubuntu SMP Sun Sep 19 20:34:50 UTC 2010 (Ubuntu 2.6.35-22.33-generic 2.6.35.4)
... running inside VirtualBox 3.2.12, in Windows 7.

Answer 1

gettimeofday() 不保证是单调的。如果您需要保证，请使用clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC)。

Answer 2

VirtualBox Bug Tracker 上有一个未解决的问题。他们链接到一篇博客文章，说明为什么 你不应该使用 gettimeofday() 来测量时间的流逝：

最便携的时间测量方式
正确似乎是
Clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ...)

Answer 3

大多数机器上的机器定时器只有大约 15 usec 精度（即使对于本机代码也是如此）。时间“倒退”很奇怪，但无论如何你真的不能依赖那个级别（1 usec）。 （另请注意：精度和准确度之间存在差异；大多数计时器的准确度比其精度差）。使用虚拟机也可能会加剧这种情况。

更新：错别字

Answer 4

并不是说它在倒退。最好说它没有报告正确的时间。这是因为，如果没有专用计时子系统的帮助，计算机根本无法以单毫秒间隔非常准确地报告时间。

精度会因硬件、操作系统甚至电源的不同而有所不同。这是一篇针对初学者的文章。有点旧，但很好地传达了这个想法。

Answer 5

在真实的硬件上时间不应该倒流；在虚拟机上，您的里程可能会有所不同。

无论如何，您的应用程序可能不应该假设时间不会向后运行很小的量（想想，也许是 1 秒）。

是的，clock_gettime 很好，但即使在硬件（或虚拟机，如您的示例中）出现故障的情况下，也可能会向后运行。

我见过一个硬件错误使时间倒退（尽管非常偶然），这是一些非常特殊问题的原因。

特别是，当时间倒退时，任何涉及比较文件时间戳的事情都会出错。