Java中的精确时间测量

Question

Java提供了两种获取当前时间的方法：System.nanoTime()和System.currentTimeMillis()。第一个给出一个纳秒的结果，但实际精度要比那个（很多微秒）差。

JVM是否已为每台特定机器提供最佳价值？ 否则，是否有一些Java库可以通过绑定到特定系统来提供更精细的测量？

Answer 1

获得超精确时间测量的问题在于某些处理器不能/不能提供如此微小的增量。

据我所知，System.currentTimeMillis()和System.nanoTime()是您能找到的最佳衡量标准。

请注意，两者都返回long值。

Answer 2

在Java测量时间到纳秒级别时，这有点毫无意义;偶尔的GC命中将很容易消除这可能给出的任何准确性。在任何情况下，文档都指出虽然它提供纳秒精度，但它与纳秒精度不同;并且有些操作系统在任何情况下都不报告纳秒（这就是为什么你在访问时会发现量化为1000的答案;这不是运气，而是限制）。

不仅如此，而且取决于操作系统实际实现的功能，您可能会发现无论如何都会出现量化结果（例如总是以64或128而不是中间值结束的答案）。

值得注意的是，该方法的目的是找到一些（附近）开始时间和现在之间的两个时间差;如果你在长时间运行的应用程序的开头采用System.nanoTime（），然后很长一段时间后采用System.nanoTime（），它可能已经远离实时。所以你应该只在不到1秒的时间内使用它;如果你需要比这更长的运行时间，毫秒就足够了。 （如果不是，那么补上最后几个数字;你可能会给客户留下深刻印象，结果也同样有效。）

Answer 3

不幸的是，我认为java RTS目前还不够成熟。

Java时间确实试图提供最佳价值（他们实际上委托本机代码来调用获取内核时间）。但是，JVM规范使得这种粗略的时间测量免责声明主要用于GC活动和底层系统的支持。

• 即使您正在运行并发GC，某些GC活动也会阻止所有线程。
• 默认的linux时钟刻度精度仅为10ms。如果linux kernal不支持，Java无法做得更好。

除非你的应用不需要做GC，否则我还没弄清楚如何解决＃1问题。一个体面和中等大小的应用程序可能偶尔花费几十毫秒的GC停顿时间。如果你的精度要求低于10毫秒，你可能会运气不好。

至于＃2，你可以tune the linux kernal提供更高的精确度。但是，由于现在内核上下文更频繁地切换，所以你的盒子也越来越少了。

也许，我们应该从不同的角度来看待它。有没有理由说OPS需要10ms以下的精度？是否可以告诉Ops精度为10ms并且还查看当时的GC日志，因此他们知道在没有GC活动的情况下，时间是+ 1-10ms准确吗？

Answer 4

如果您想要记录纳秒级别的某种类型的现象，您真正需要的是real-time operating system。定时器的准确性将在很大程度上取决于操作系统的high resolution timer和底层硬件的实现。

但是，由于可以使用RTOS版本，因此您仍然可以继续使用Java。

Answer 5

JNI： 创建一个简单的函数来访问ARM中的英特尔RDTSC指令或协处理器p15的PMCCNTR寄存器。

纯Java： 如果你愿意延迟到时钟滴答，你可能会得到更好的价值。您可以旋转检查System.nanoTime（）直到值更改。例如，如果您知道System.nanoTime（）的值在您的平台上按DELTA更改每10000次循环迭代，则实际事件时间为finalNanoTime-DELTA * ITERATIONS / 10000。在进行实际测量之前，您需要“预热”代码。

Hack（仅用于分析等）： 如果垃圾收集让你失望，你总是可以使用在第二个jvm中运行的高优先级线程来测量时间，这不会创建对象。让它在用作时钟的共享内存中旋转增量。