Rust 有稳定的时钟吗？

Question

Rust 是否有相当于 C++ 的

std::chrono::steady_clock

的东西？ （强调稳定）

这个时钟的时间点不能随着物理时间的移动而减少 向前，该时钟的滴答声之间的时间是恒定的。

std::time::Instant

显然不适合：

...瞬间不能保证稳定。换句话说，每个 底层时钟的滴答声可能长度不同（例如某些 秒可能比其他秒长）。瞬间可能会向前跳跃或 体验时间膨胀（减慢或加速）...

Answer 1

以下是我收集到的一些事实：

1. gcc 通过clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC,...) 系统调用实现steady_clock::now()；
2. llvm 的 libc++ 通过 Unix 的clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ...) 系统调用实现steady_clock::now()。在 Windows 下，它通过 QueryPerformanceCounter(...); 实现；
3. Rust 的 Interval 在 Unix 下使用clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC,...)，在 Windows 下也使用 QueryPerformanceCounter(...)；

我没有检查其他平台，但由于 Rust 在底层使用 llvm，因此它很可能使用相同的系统调用。因此 Rust 的 Interval 和 C++ stable_clock 实现使用完全相同的系统调用，至少对于 gcc 和 llvm 来说是这样。

而且Unix的clock_gettime()系统调用不能保证有稳定的速率（或者至少我找不到这样的保证），所以这样的C++保证是令人费解的。此外，如果我们看看实际的 C++ 标准，它说的有些不同：

23.17.7.2 类 stable_clock

1. steady_clock 类的对象表示 time_point 值永远不会随着物理值减少的时钟 时间提前，并且 time_point 的值相对于实时以稳定的速率提前。也就是说，时钟可能无法调整。

对我来说，听起来“稳定速率”更多的是“时钟无法调整”，而不是保证滴答之间的时间是恒定的。 “稳定利率”这个词对我来说听起来很模糊。但是，我认为这是一个解释问题。

无论哪种方式，Rust 和 C++ 都以相同的方式实现这些时钟，并且这一点不太可能改变。我认为事实介于两者之间：C++ 的保证不可能是真的（除非时间在一定精度范围内恒定），而 Rust 的警告可能并不像听起来那么糟糕。

编辑： 一些 x86 cpu，实际上从 Pentium 4 开始的所有 Intel cpu，都具有称为“恒定 TSC”的功能。根据 wikipedia，它可以在 Unix 系统上通过clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_RAW, ...) 访问，并且它内置于 Windows 上的 QueryPerformanceCounter 中。这个“时钟”以独立于CPU速度的方式滴答，但它与“恒定速率”的接近程度尚不清楚（至少对我来说）。可能非常接近。当然，您需要在 Unix 上进行直接系统调用，并且它仅限于 x86 arch。当系统暂停时似乎也没有滴答作响。不知道其他拱门有没有类似的东西

Answer 2

在 Unix 平台上，Rust 标准库使用 CLOCK_MONOTONIC （或 macOS 上的相关变体），如您在 std/src/sys/pal/unix/time.rs:

中看到的

        #[cfg(target_vendor = "apple")]
        const clock_id: libc::clockid_t = libc::CLOCK_UPTIME_RAW;
        #[cfg(not(target_vendor = "apple"))]
        const clock_id: libc::clockid_t = libc::CLOCK_MONOTONIC;
        Instant { t: Timespec::now(clock_id) }

Rust 文档中对

Instant

的警告可能存在，因为 Rust 支持 Unix 以外的许多平台，并且其中许多平台可能无法保证稳定的时钟。因此 Rust 选择提供较弱的保证。

看起来我们可以相信它比我们公共平台上广告的更好。