Question

我们有应用程序日志记录各种昂贵操作的性能信息。我们在日志记录中同时使用Stopwatch和DateTime.UtcNow，我们发现这些值可能比预期的要大很多，即使给定DateTime.UtcNow的精度为~20ms 。我的问题是什么可能导致这种情况并且可以修复？

记录的信息是：

StartTime（DateTime.UtcNow）
持续时间（TimeSpan.FromSeconds((after - before) / (double)Stopwatch.Frequency)，其中after和before是操作开始和结束时Stopwatch.GetTimestamp()的值
结束时间（DateTime.UtcNow）

你会期望EndTime接近StartTime + Duration，但在某些情况下它会偏离。我们对10000个这样的测量进行了采样，寻找EndTime和（StartTime + Duration）相差超过20ms的情况。我们发现了以下内容：

〜2％的参赛作品被＆gt; 20ms的
其中，它们的平均时间为100毫秒（最长为1.4秒）
其中，在某些情况下，秒表计算的结束时间大于基于日期时间的结束时间，但在大多数情况下，秒表时间较短

计算机信息

在Windows Server 2012 R2上运行的Windows Server 2012 R2 Hyper-V VM
VM为32GB RAM，8个虚拟CPU

Answer 1

这是可以预料的。 StopWatch使用QueryPerformanceCounter（QPC），DateTime.UtcNow使用计算机的实时时钟（RTC）。

QPC来自您的CPU的时间戳计数器（TSC），并且具有高度精确度，但与UTC相关的准确度没有依据。
RTC位于计算机主板上，通常使用廉价的晶体振荡器。它准确，但不是精确。

为了测量经过的时间，您需要精确度，因此应使用Stopwatch。

要获取当前时间，您需要准确性，因此应使用DateTime.UtcNow。

包含大量支持详情的精彩阅读can be found here on MSDN。

您测量的变化是由于RTC中的时钟漂移造成的。你的RTC（全部都是）会在实时提前或落后几毫秒。这很常见，并且通过NTP同步定期更正。对于微小的调整，操作系统将在几秒钟内以较小的间隔（几毫秒）分散校正。

就解决方法而言，你可以考虑这样一个类：

public static class PreciseClock
{
    private static readonly DateTime StartTime = DateTime.UtcNow;
    private static readonly Stopwatch Stopwatch = Stopwatch.StartNew();

    public static DateTime GetCurrentUtcTime()
    {
        return StartTime + Stopwatch.Elapsed;
    }
}

然而，缺点是你假设在初始化类时RTC完全同步。实际上，你无法保证这一点。

如果您想要一些级别的保证，您可以考虑自己进行NTP呼叫。我已经在NodaTime.NetworkClock中实现了一个完全相同的类。它实现了Noda Time的IClock接口。它会定期拨打NTP服务器，并使用Stopwatch跟踪呼叫之间的时间。你可以这样使用它：

// grab the clock's singleton instance
var clock = NetworkClock.Instance;

// optionally set the ntp server during your app's startup
clock.NtpServer = "pool.ntp.org"; // or whatever server you want to sync with

// Get the current utc time whenever you like
DateTime utcNow = clock.Now.ToDateTimeUtc();

此外，还有大多数现代硬件都可以使用的“多媒体计时器”或“高精度事件计时器”（HPET）。它比QPC提供甚至更高的精度。但是，没有直接类在.NET Framework中公开它。如果你搜索，你会发现一些包含提供它的Win32函数的实现。通常情况下，除非您正在进行图形或音频之类的实时操作，否则这样做太过分了。

秒表和DateTime.UtcNow产生意外的大时序变化

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