时间API

TSC

TSC（Time Stamp Counter，时间戳计数器）是现代 CPU 中一个非常底层的硬件计数器，用来记录自 CPU 上电以来经过的时钟周期数。

TSC 本质上是一个 64 位寄存器，通常位于 CPU 内部，每当 CPU 时钟周期推进一次，它的值就 +1（在现代 CPU 中已经不完全等价于“每个核心周期”，但概念上仍是“高精度单调计数器”）。

在 x86 架构中，可以通过指令读取：

• RDTSC（Read Time Stamp Counter）

TSC 常用于性能分析，因为它的分辨率非常高（纳秒级甚至更细）。

操作系统、数据库（比如 MySQL InnoDB）、高性能网络系统都会用 TSC 做：

• 函数耗时统计
• lock contention 分析
• cache miss 成本分析

TSC ≠ wall clock time

vDSO优化

vDSI是linux提供的一种机制，把一部分内核提供的只读系统调用映射到用户态的空间里，让用户态直接调用，而不需要陷入内核。vDSO = “内核提前帮你准备好的用户态函数库（但数据由内核更新）”

典型函数包括：

• gettimeofday
• clock_gettime
• time

传统路径：

用户态函数调用
→ syscall 指令
→ CPU 切换到内核态
→ 内核处理
→ 返回用户态

问题在于：

• syscall 有 上下文切换成本
• 需要保存/恢复寄存器
• 可能污染 CPU cache / pipeline
• 高频时间查询会非常昂贵

比如：

一个高性能服务每秒可能调用 clock_gettime 上千万次

具体方式：

• 内核在进程地址空间映射一段“只读共享代码”
• 用户态直接调用这些函数
• 不发生 syscall
• 数据仍由内核更新（比如时间）

Linux CLOCK_MONOTONIC

CLOCK_MONOTONIC是Linux 提供的一种单调递增时钟，用于测量时间间隔，而不是表示当前真实时间。他的关键特性是：时间只会向前走不会因为系统时间被修改而改变。

CLOCK_MONOTONIC 的起点是：

系统启动（boot）之后的某个未定义时间点

注意：

• 不等于 Unix epoch（1970）
• 不可预测
• 只保证单调递增

他不能跨机器比较。也不能转换成unix时间戳。它不是时间而是时间差工具。