应用软件系统 Linux时间子系统(三) 用户空间接口函数(2)

int clock_settime(clockid_t clk_id, const struct timespec *tp);

如果不是clk_id这个参数，clock_gettime和clock_settime基本上是不用解释的，其概念和gettimeofday和settimeofday接口函数是完全类似的，除了精度是纳秒。clock就是时钟的意思，它记录了时间的流逝。clock ID当然就是识别system clock（系统时钟）的ID了，定义如下：

CLOCK_REALTIME

CLOCK_MONOTONIC

CLOCK_MONOTONIC_RAW

CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID

CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID

根据应用的需求，内核维护了几个不同系统时钟。大家最熟悉的当然就是CLOCK_REALTIME这个系统时钟，因为它表示了真实世界的墙上时钟（前面两节的接口函数没有指定CLOCK ID，实际上获取的就是CLOCK_REALTIME的时间值）。CLOCK_REALTIME这个系统时钟允许用户对其进行设定（当然要有CAP_SYS_TIME权限），这也就表示在用户空间可以对该系统时钟进行修改，产生不连续的时间间断点。除此之外，也可以通过NTP对该时钟进行调整（不会有间断点，NTP调整的是local oscillator和上游服务器频率误差而已）。

仅仅从名字上就可以看出CLOCK_MONOTONIC的系统时钟应该是单调递增的，此外，该时钟也是真实世界的墙上时钟，只不过其基准点不一定是linux epoch（当然也可以是），一般会把系统启动的时间点设定为其基准点。随后该时钟会不断的递增。除了可以通过NTP对该时钟进行调整之外，其他任何程序不允许设定该时钟，这样也就保证了该时钟的单调性。

CLOCK_MONOTONIC_RAW具备CLOCK_MONOTONIC的特性，除了NTP调整。也就是说，clock id是CLOCK_MONOTONIC_RAW的系统时钟是一个完全基于本地晶振的时钟。不能设定，也不能对对晶振频率进行调整。

在调用clock_gettime和clock_settime接口函数时，如果传递clock id参数是CLOCK_REALTIME的话，那么这两个函数的行为和前两个小节描述的一致，除了是ns精度。读到这里，我详细广大人民群众不免要问：为何要有其他类型的系统时钟呢？MONOTONIC类型的时钟相对比较简单，如果你设定事件A之后5秒进行动作B，那么用MONOTONIC类型的时钟是一个比较好的选择，如果使用REALTIME的时钟，当用户在事件A和动作B之间插入时间设定的操作，那么你设定事件A之后5秒进行动作B将不能触发。此外，用户需要了解系统启动时间，这个需求需要使用MONOTONIC类型的时钟的时钟。需要指出的是MONOTONIC类型的时钟不是绝对时间的概念，多半是计算两个采样点之间的时间，并且保证采样点之间时间的单调性。MONOTONIC_RAW是一个底层工具，一般而言程序员不会操作它，使用MONOTONIC类型的时钟就够用了，当然，一些高级的应用场合，例如你想使用另外的方法（不是NTP）来调整时间，那么就可以使用MONOTONIC_RAW了。

有些应用场景使用real time的时钟（墙上时钟）是不合适的，例如当我们进行系统中各个应用程序的性能分析和统计的时候。正因为如此，kernel提供了基于进程或者线程的系统时钟，也就是CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID和CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID了。当我们打算使用基于进程或者线程的系统时钟的时候，需要首先获取clock id：

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