linux下获取高精度时间

在linux下有很多获取时间的函数，不过大部分都是需要调用内核，对于性能要求非常高的程序可能无法满足要求，需要特殊的方法替代常见的api。

time localtime

time函数，获取从1970到现在的秒数，精确度只有秒，通过localtime转换

time_t testtm;
time(&testtm);
testtm = time(NULL);
struct tm *ptm ;
ptm = localtime(&testtm);
struct tm ptm = { 0 }; 
localtime_r(&testtm, &ptm); 

localtime不是线程安全的，后来增加了新函数localtime_r用来多线程之间使用，是线程安全的。localtime是不可重入的，多次调用会被覆盖。从其返回值也可以看出，localtime返回一个指针，所以这个指针的数据存储就成了大问题，导致多线程访问同一个，多次调用会覆盖。而localtime_r传递一个结构体，会帮你复制，就没有相互影响的问题。所以不要用localtime就对了，避免各种意想不到的问题。

不可以在信号响应函数中使用localtime或localtime_r，会导致卡死

gettimeofday

这个是获取毫秒级别的api

clock_gettime

这个可以返回纳秒级别的数据，并且可以返回具体的系统时间（也是从1970年到现在的秒数）或者系统从开机开始到现在的运行时间。

struct timespec mtime;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &mtime);
tm nowTime;
localtime_r(&mtime.tv_sec, &nowtime);

CLOCK_REALTIME和CLOCK_MONOTONIC分别对应具体时间和机器运行时间。

rdtsc

rdtsc是cpu运行周期计数，只在Intel的x86_64架构上才可以使用，其他的cpu架构请查询其他用法。这个数值与cpu的频率有关，1Ghz等于十亿赫兹(1,000,000,000 Hz)，表示1秒中计数增加十亿次。

uint64_t get_tsc()
{
    uint64_t mlow, mhigh;
    __asm__ volatile("rdtsc" : "=a"(mlow), "=d"(mhigh));
    return (mhigh << 32) | mlow;
}

这个方法会通过汇编，把当前cpu计数（64位）高32位存放到一个寄存器，低32位存放到另一个寄存器，我们取出后使用。
记住，如果自己修改，汇编那一行=a和=d是不可以变的，只能替换我们定义的变量mlow和mhigh名称。

这个方式不仅性能好，而且精度高，因为其没有经过内核，比上面的clock_gettime性能要好，不过比time localtime差一点，毕竟time localtime的精度太低了。
这个的用法一般是程序开始，sleep一段时间，1秒或者10秒，然后计算这个值，就直到当前系统具体1秒或者1毫秒等累加多少计数。

需要注意的问题

rdtsc是针对cpu运行频率的，但是同一个电脑上的cpu，不同内核，可能cpu频率并不一致，所以这个值最好不要跨cpu内核使用
其次，同一个cpu内核，不同时间，其频率也会变化，所以需要锁定cpu的频率

constant_tsc

为了解决上面rdtsc的问题，新的内核提供了这个参数，表示你可以随便使用，不用再担心不同核心差异化导致的计算值不一致问题。
具体系统是否支持，可以使用cat /proc/cpuinfo|grep constant_tsc查看一下。

rdtscp

使用rdtsc或者constant_tsc还会有一个问题，就是由于指令优化，可能会出现乱序，导致不准确，如果你对时间要求非常高，可以使用rdtscp

总结

大体测试了一下效率
time(5.65) > rdtsc(8.81) > rtdscp(15.95) > gettimeofday(22.70) > clock_gettime(23.87)