C语言中Linux计算时间差毫秒精度探究 (c linux 时间差 毫秒)
时间差计算是计算机科学领域中非常常见的问题，主要应用于需要精确计算一段时间的应用程序，如计时器、调度器等等。在Linux下，时间差的计算需要使用一些系统级的工具，本文将会介绍如何使用C语言中的系统调用来计算时间差，以及如何提高计算的精度，以达到毫秒级别的精度需求。
系统调用time()和gettimeofday()
C语言中通常使用系统调用来获取当前的时间戳，常用的有time()和gettimeofday()两种函数。
time()函数获取的时间戳表示自1970年1月1日00:00:00 UTC以来的秒数，类型为time_t。以下是使用time()函数获取当前时间戳的示例代码：
“`
#include
#include
int mn() {
time_t t;
time(&t);
printf(“time stamp: %ld\n”, t);
return 0;
}
“`
gettimeofday()函数获取的时间戳精度更高，可以表示微秒级别的时间戳，类型为struct timeval。以下是使用gettimeofday()函数获取当前时间戳的示例代码：
“`
#include
#include
int mn() {
struct timeval tv;
gettimeofday(&tv, NULL);
printf(“time stamp: %ld.%06ld\n”, tv.tv_sec, tv.tv_usec);
return 0;
}
“`
以上两个函数都可以用于计算时间差，具体方法如下。
计算时间差
计算时间差的基本思路是先获取开始的时间戳，然后获取结束的时间戳，做差求得时间差。
以下是使用time()函数计算时间差的示例代码：
“`
#include
#include
int mn() {
time_t t1, t2;
time(&t1);
// do some job
time(&t2);
printf(“time diff in seconds: %ld\n”, t2 – t1);
return 0;
}
“`
以下是使用gettimeofday()函数计算时间差的示例代码：
“`
#include
#include
int mn() {
struct timeval tv1, tv2, diff;
gettimeofday(&tv1, NULL);
// do some job
gettimeofday(&tv2, NULL);
timersub(&tv2, &tv1, &diff);
printf(“time diff in seconds: %ld.%06ld\n”, diff.tv_sec, diff.tv_usec);
return 0;
}
“`
在以上的示例代码中，使用了timersub()函数来计算时间差。timersub()函数是gettimeofday()函数的一个补充函数，定义在sys/time.h中，函数原型如下：
“`
void timersub(struct timeval *tvp, struct timeval *uvp, struct timeval *rvp);
“`
其中，tvp和uvp分别是要计算的时间戳，rvp是计算结果，表示tvp-uvp。
提高计算精度
在以上示例代码中，计算时间差的精度只能达到秒级别，对于需要毫秒级别精度的需求则无法满足。但是，通过一些简单的改进，就可以提高计算的精度，达到毫秒级别的精度。
提高计算精度的方法有两种：一种是使用更高精度的时间戳，另一种是使用更高精度的计算方法。
使用更高精度的时间戳
gettimeofday()函数可以获取微秒级别的时间戳，但是这一精度仍然不足以满足毫秒级别的精度需求。可以使用clock_gettime()函数来获取更高精度的时间戳。clock_gettime()函数在Linux 2.6以上版本中才被引入，用于获取纳秒级别的时间戳，类型为struct timespec，以下是一个示例：
“`
#include
#include
int mn() {
struct timespec ts;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
printf(“time stamp: %ld.%09ld\n”, ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
return 0;
}
“`
其中，CLOCK_MONOTONIC是一个宏定义，表示获取系统运行时间的时间戳，在多处理器系统下保证单调递增。在Linux 2.6.28及以后版本中，CLOCK_MONOTONIC_RAW也被引入，该宏定义表示获取硬件上的单调递增时间戳，比CLOCK_MONOTONIC更准确。
使用更高精度的计算方法
在以上示例代码中，使用timersub()函数计算时间差，但这一方法只能获得微秒级别的精度，无法满足毫秒级别的需求。可以使用double类型的浮点数来存储时间戳，然后进行简单的数学计算即可得到毫秒级别的时间差。
以下是使用double类型的时间戳计算毫秒级别时间差的示例代码：
“`
#include
#include
double getCurrentTimestamp() {
struct timespec ts;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
return ts.tv_sec + ts.tv_nsec / 1e9;
}
int mn() {
double t1, t2, diff;
t1 = getCurrentTimestamp();
// do some job
t2 = getCurrentTimestamp();
diff = (t2 – t1) * 1e3;
printf(“time diff in milliseconds: %f\n”, diff);
return 0;
}
“`
在以上示例代码中，定义了一个getCurrentTimestamp()函数来获取当前时间戳（以double类型的浮点数表示），然后将两个时间戳相减，乘以1e3即可得到毫秒级别的时间差。这种方法可以提高计算的精度，但是可能会带来一些性能开销。
结语
相关问题拓展阅读：
linux内核获取时间问题
1 tv_usec是微秒,变小是因为秒进位了,你要同时把秒输出就能看出来了
2 有个常量HZ 它和jiffies是互为倒数. 以前一直是100, 也就是1秒100下,就是1个j=10毫秒
如今也有更快的,比如1000.但是在用户空间,一直是100.
所以jiffies非常快,会容易溢出, 例如一个无符号整形存储秒,那么69年左右会溢出
毫秒的话要除1000, 不到一个月就溢出了.而电脑的运行时间是完全可以达到这么久不重启的.
jiffies_64就不用担心这个问题了.
3可参加linux/time.h中提供的api,精确到微秒
C语言怎样提取系统时间且将其用于求时间差运算
1.一个最简单易用的时钟程序，调用系统处理器时间，实现年月日，星期的输出
#include
#include
#include
void main()
{
time_t t;
while(1)//实现循环，不断调用系统时间
{
time(&t);
couttm_hour);
local=gmtime(&t);
printf(“UTC hour is: %d＼n”,local->tm_hour);
return 0;
}
运行结果是：
Local hour is: 15
UTC hour is: 7
4.3 固定的时间格式
我们能通过asctime()函数和ctime()函数将时间以固定的格式显示出来，两者的返回值都是char*型的字符串。返回的时间格式为：
星期几月份日期时:分:秒年＼n＼0
例如：Wed Jan 02 02:03:＼n＼0
其中＼n是个换行符，＼0是个空字符，表示字符串结束。下面是两个函数的原型：
char * asctime(const struct tm * timeptr);
char * ctime(const time_t *timer);
其
中asctime()函数是通过tm结构来生成具有固定格式的保存时间信息的字符串，而ctime()是通过日历时间来生成时间字符串。这样的话，
asctime（）函数只是把tm结构对象中的各个域填到时间字符串的相应位置就行了，而ctime（）函数需要先参照本地的时间设置，把日历时间转化为
本地时间，然后再生成格式化后的字符串。在下面，如果t是个非空的time_t变量的话，那么：
printf(ctime(&t));
等价于：
struct tm *ptr;
ptr=localtime(&t);
printf(asctime(ptr));
那么，下面这个程式的两条printf语句输出的结果就是不同的了（除非你将本地时区设为世界标准时间所在的时区）：
#include “time.h”
#include “stdio.h”
int main(void)
{
struct tm *ptr;
time_t lt;
lt =time(NUL);
ptr=gmtime(
#include
void main( void )
{
struct tm *newtime;
char tmpbuf;
time_t lt1;
time(
newtime=localtime(
strftime( tmpbuf, 128, “Today is %A, day %d of %B in the year %Y.＼n”, newtime);
printf(tmpbuf);
}
运行结果：
Today is Saturday, day 30 of July in the year 2023.
4.4计算持续时间的长度
有时候在实际应用中要计算一个事件持续的时间长度，比如计算打字速度。在第1节计时部分中，我已用clock函数举了一个例子。Clock()函数能精确到毫秒级。同时，我们也能使用difftime()函数，但他只能精确到秒。该函数的定义如下：
double difftime(time_t time1, time_t time0);
虽然该函数返回的以秒计算的时间间隔是double类型的，但这并不说明该时间具有同double相同的精确度，这是由他的参数觉得的（time_t是以秒为单位计算的）。比如下面一段程式：
#include “time.h”
#include “stdio.h”
#include “stdlib.h”
int main(void)
{
time_t start,end;
start = time(NUL);
system(“pause”);
end = time(NUL);
printf(“The pause used %f seconds.＼n”,difftime(end,start));//
system(“pause”);
return 0;
}
运行结果为：
请按任意键继续. . .
The pause used 2.seconds.
请按任意键继续. . .
能想像，暂停的时间并不那么巧是整整2秒钟。其实，你将上面程式的带有“//
printf(“The pause used %f seconds.＼n”,end-start);
关于c linux 时间差 毫秒的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
