Question

如何使用Java或C ++获取Linux中当前的TAI时间（以毫秒为单位）？

我需要这个的原因是能够准确地获取很长一段时间（大约数年）的时间戳，并且仍然能够比较它们，而不必担心闰秒。在闰秒期间可以进行多次测量，并且所有测量需要是明确的，单调增加的和线性增加的。这将是一个专用的Linux服务器。这是一个需要大约0.5秒精度的科学项目。

我目前不想投资GPS计时器，并希望将NTP用于pool.ntp.org，以保持系统时钟正常运行。

我已经研究过以下解决方案：

Java 8或ThreeTen项目 获得TAIInstant的唯一方法是使用Instant然后转换它，根据规格，＆＃34;根据UTC-SLS，瞬间转换在闰秒附近不会完全准确。＆＃34 ;这本身并不重要（事实上，使用UTC-SLS也是可以接受的）。但是，在Instant类中使用now（）似乎也只是System.currentTimeMillis（）的包装器，这让我觉得在闰秒期间，时间仍然是模棱两可的，项目实际上不会给我TAI时间。 Java 8规范还声明：

使用JSR-310 API实现Java时标是不是需要提供亚秒精确的任何时钟，或者单调或顺利地进步。因此，实施是不需要实际执行UTC-SLS转换或其他方式意识到闰秒。

使用右/？时区 这似乎可以工作，但我不确定实现是否足够聪明，可以在闰秒期间继续工作，或者System.currentTimeMillis（）是否会给TAI时间。换句话说，底层实现是否仍然使用UTC，从而在闰秒期间给出一个模糊的时间然后转换为TAI，或者使用右/时区实际上使用System.currentTimeMillis（）实际使用TAI（即使在闰秒）？

使用CLOCK_TAI 我尝试在Linux内核中使用CLOCK_TAI但发现它与我的测试中的CLOCK_REALTIME完全相同：代码：

#include <iostream>
#include <time.h>

long sec(int clock)
{
    struct timespec gettime_now;
    clock_gettime(clock, &gettime_now);
    return gettime_now.tv_sec;
}

int main()
{
    std::cout << sec(0) << std::endl;       // CLOCK_REALTIME
    std::cout << sec(1) << std::endl;       // CLOCK_MONOTONIC
    std::cout << sec(11) << std::endl;      // CLOCK_TAI

    return 0;
}

输出只是：

1427744797
6896
1427744797

使用CLOCK_MONOTONIC 这样做的问题是，即使计算机重新启动，时间戳也需要保持有效和可比较。

Answer 1

CLOCK_REALTIME和CLOCK_TAI返回相同内容，因为内核参数tai_offset为零。

使用adjtimex(timex tmx)进行检查并读取值。我认为ntpd会设置它，如果它足够新（>4.2.6）并且有一个闰秒文件。它也可以从上游服务器获取它，但我还没有能够验证。当以root身份运行时，调用adjtimex()可以手动设置tai_offset。您需要man的新adjtimex页面才能查看要设置的参数。我的debian man页面太旧了，但命令有效。

Answer 2

我需要这个的原因是能够准确地获取时间戳在很长一段时间内（大约数年）仍然能够比较它们，而不用担心闰秒。有可能的用于在闰秒期间进行多次测量测量需要明确，单调增加，和线性增加。

然后你的设计不是最理想的。你不能使用时间然后以某种方式插入闰秒。这实际上经常出现，人们陷入了使用挂钟进行时间戳测量的同一陷阱。

程序的时间戳开始并将其与计数器相关联
使用计数器以固定间隔进行连续测量
为保持数据充分同步所需的时间戳新计数器值

如果你在1秒内避免时间戳，那么可以发生闰秒（午夜！），你可以在家中自由，因为这些可以在以后调整。

现在如果你坚持使用没有计数器的TAI，你需要的只是一个需要考虑闰秒的表。然后只使用单调时间。还有一些图书馆可以为你做这件事，但它们可能已经过时了，所以你必须自己维护它们，

http://skarnet.org/software/skalibs/libstddjb/tai.html

Answer 3

除了正确接受的答案之外，我还会提到免费的 Java库Time4J （min version v4.1）作为可能的解决方案，因为

我写这篇文章是为了填补Java世界的空白（java.time无法做到全部），
到目前为止给出的其他答案只讨论C ++（但你也要求Java），
它的工作原理与@ user3427419描述的原理相同。

它使用基于System.nanoTime()的单调时钟，但甚至允许通过接口TickProvider进行自定义实现。出于校准的目的，您可以使用net.time4j.SystemClock.MONOTONIC，也可以使用名为SntpConnector的SNTP时钟，只需要一些简单的配置即可连接到您想要的任何NTP时间服务器。由于内置的闰秒表Time4J甚至可以显示本月底公布的闰秒 - 以ISO-8601表示法，甚至可以在任何时区使用格式化的本地时间戳字符串（使用i18n-module）

时钟的重新校准（在NTP重新连接的情况下）是可能的，这意味着时钟可以适应中间时间调整（尽管我强烈建议您在测量期间或闰秒期间不要这样做）。虽然SNTP时钟的这种重新连接通常会导致时间退步，但在某些情况下，Time4J会尝试应用平滑算法（如果在时钟配置中激活）以确保单调行为。详细文档可用online。

示例：

// Step 0: configure your clock String ntpServer = "ptbtime1.ptb.de"; SntpConnector clock = new SntpConnector(ntpServer); // Step 1: Timestamp start of the program and associate it with a counter clock.connect(); // Step 2: Use the counter for sequential measurements at fixed intervals Moment m = clock.currentTime(); System.out.println(m); // possible output = 2015-06-30T23:59:60,123456789Z // Step 3: Timestamp new counter value(s) as necessary to keep your data adequately synced clock.connect();

我怀疑任何基于C ++的解决方案是否更简单。还可以在DZone上研究更多代码演示。

更新（评论中回答问题）：

稍微简化的解决方案如何自动下载给定的IETF资源以获得新的闰秒并将其转换为特定于Time4J的格式可能如下所示：

URL url = new URL("https://www.ietf.org/timezones/data/leap-seconds.list"); BufferedReader br = new BufferedReader( new InputStreamReader(url.openStream(), "US-ASCII")); String line; PlainDate expires = null; Moment ntpEpoch = PlainTimestamp.of(1900, 1, 1, 0, 0).atUTC(); List<PlainDate> events = new ArrayList<PlainDate>(); try { while ((line = br.readLine()) != null) { if (line.startsWith("#@")) { long expraw = Long.parseLong(line.substring(2).trim()); expires = ntpEpoch.plus( expraw, TimeUnit.SECONDS) .toZonalTimestamp(ZonalOffset.UTC).toDate(); continue; } else if (line.startsWith("#")) { continue; // comment line } // this works for some foreseeable future long epoch = Long.parseLong(line.substring(0, 10)); // this is no leap second // but just the official introduction of modern UTC scale if (epoch == 2272060800L) { continue; } // -1 because we don't want to associate // the leap second with the following day PlainDate event = ntpEpoch.plus(epoch - 1, TimeUnit.SECONDS) .toZonalTimestamp(ZonalOffset.UTC).toDate(); events.add(event); // we don't assume any negative leap seconds here for simplicity } } finally { br.close(); } // now let's write the result into time4j-format // use a location relative to class path of main program (see below) String path = "C:/work/leapseconds.txt"; Writer writer = new FileWriter(new File(path)); String sep = System.getProperty("line.separator"); try { for (PlainDate event : events) { writer.write(event + ", +" + sep); } writer.write("@expires=" + expires + sep); } finally { writer.close(); } System.out.println( "Leap second file was successfully written from IETF-resource."); // And finally, we can start the main program in a separate process // with the system property "net.time4j.scale.leapseconds.path" // set to our leapsecond file path (must be relative to class path)

一些说明：

我建议将此代码编写为简单批处理程序调用的子程序，以避免主程序依赖于Internet连接。该批处理文件最终将使用提到的系统属性调用主程序。如果你设置这个property，那么将从那里指定的文件中读取闰秒，然后任何最终可用的tzdata-module将停止以产生任何并发的闰秒信息。

Answer 4

你必须实现一个基于C ++ std :: steady_clock或类似的TAI时钟。要同步您的TAI时钟，您可以依靠GPS或NTP。

来自NTP的选项TAI：您的TAI实施需要有关闰秒的知识。可能NTP协议或referenced resources是当前和未来闰秒的最可靠来源。

来自GPS的选项TAI：GPS时钟对TAI有固定的偏移，你不必乱用闰秒

如何获得当前的TAI时间？

4 个答案: