深入V8引擎-Time核心方法之mac篇

書生小龍發表於2019-05-24
Mac

　　由於底層邏輯實現不同作業系統區別很大，所以乾脆分篇來說。

　　主要講一下Time、TimeTicks兩個類裡面對於時間戳的實現，其餘的運算子過載、邊緣工具方法就不看了，先是Time。

 

Time

　　類本身的說明在上一篇有，這裡就去掉了。

class V8_BASE_EXPORT Time final : public time_internal::TimeBase<Time> {
 public:
  // Contains the nullptr time. Use Time::Now() to get the current time.
  constexpr Time() : TimeBase(0) {}

  // Returns the current time. Watch out, the system might adjust its clock
  // in which case time will actually go backwards. We don't guarantee that
  // times are increasing, or that two calls to Now() won't be the same.
  static Time Now();

  // Returns the current time. Same as Now() except that this function always
  // uses system time so that there are no discrepancies between the returned
  // time and system time even on virtual environments including our test bot.
  // For timing sensitive unittests, this function should be used.
  static Time NowFromSystemTime();

  // ...
};

　　從註釋可知，這裡的Now是返回國際時間戳的通用方法，但是作業系統可能會對返回值做修正，所以是有一定風險的。第二個NowFromSystemTime使用的系統時間比較準確，求精確的情況下考慮使用這一個。

　　但是在mac上，這兩個方法是一樣的。

#elif V8_OS_POSIX

Time Time::Now() {
  // ...
}

Time Time::NowFromSystemTime() {
  return Now();
}

　　這就很蠢了，可能是該作業系統不存在修正時間戳的情況，所以沒必要分辨這兩個方法了。

　　所以對於兩種方式的解析就變成了一個，集中來看Now的實現。

// #ifndef _STRUCT_TIMEVAL
// #define _STRUCT_TIMEVAL         struct timeval
// _STRUCT_TIMEVAL
// {
//     __darwin_time_t         tv_sec;         /* seconds */
//     __darwin_suseconds_t    tv_usec;        /* and microseconds */
// };

Time Time::Now() {
  // 內建結構體 見上面
  struct timeval tv;
  // Linux內建時間函式
  int result = gettimeofday(&tv, nullptr);
  // 返回值檢測
  DCHECK_EQ(0, result);
  USE(result);
  return FromTimeval(tv);
}

　　這裡的用的都是Linux內建的方法，timeval結構體專門用來獲取返回的時間，可以精確到微秒，也就是秒/毫秒/微秒的精度。

　　結構體兩部分分別儲存當前時間戳的秒部分、微秒部分，型別均為long，下面用一個簡單例子來展示。

int main() {
    struct timeval tv;
    gettimeofday(&tv, nullptr);
    cout << "current seconds is " << tv.tv_sec << endl;
    cout << "current microseconds is " <<tv.tv_usec << endl;
}

　　在瀏覽器下面同時用Date.now()做一個對比，由於還是有一定的時間差，所以微秒部分肯定對不上的。

　　兩者輸出對比如下。

　　在秒的部分完全對上了，微秒那塊就別在意了，我可沒有神手速。

　　這樣，就通過系統API得到了當前時間戳，下面就是對兩個部分做一個處理。

Time Time::FromTimeval(struct timeval tv) {
  // 1秒 = 1000 * 1000微秒 這裡做的合法性檢測
  DCHECK_GE(tv.tv_usec, 0);
  DCHECK(tv.tv_usec < static_cast<suseconds_t>(kMicrosecondsPerSecond));
  // 當秒、微秒都返回0 返回預設構造類 如下
  // constexpr Time() : TimeBase(0) {}
  if (tv.tv_usec == 0 && tv.tv_sec == 0) {
    return Time();
  }
  // 如果返回值達到了最大值 則返回最大值 max也是內建方法
  if (tv.tv_usec == static_cast<suseconds_t>(kMicrosecondsPerSecond - 1) &&
      tv.tv_sec == std::numeric_limits<time_t>::max()) {
    return Max();
  }
  // 這裡返回微秒單位的數值
  return Time(tv.tv_sec * kMicrosecondsPerSecond + tv.tv_usec);
}

　　比較簡單，看一下注釋就懂了，最後返回的是以微秒為單位的一個長整數，而JS中的Date.now()返回的則是毫秒單位，略有不同。

 

TimeTicks

class V8_BASE_EXPORT TimeTicks final : public time_internal::TimeBase<TimeTicks> {
 public:
  constexpr TimeTicks() : TimeBase(0) {}
  static TimeTicks Now();
  static TimeTicks HighResolutionNow();
  static bool IsHighResolution();

 private:
  friend class time_internal::TimeBase<TimeTicks>;

  explicit constexpr TimeTicks(int64_t ticks) : TimeBase(ticks) {}
};

　　這個類看看就好了，跟上面那個類似，也有兩個方法，一個是更精確的。

　　然而，兩個方法也是一個，在mac上不存在精細度(windows上都有區別，下篇搞)，V8在內部直接寫了如下注釋。

#error platform does not implement TimeTicks::HighResolutionNow.

　　所以，只看Now的實現。

struct mach_timebase_info {
    uint32_t        numer;  // 分子
    uint32_t        denom;  // 分母
};

TimeTicks TimeTicks::Now() {
  int64_t ticks;
  static struct mach_timebase_info info;
  if (info.denom == 0) {
    kern_return_t result = mach_timebase_info(&info);
  }
  ticks = (mach_absolute_time() / Time::kNanosecondsPerMicrosecond * info.numer / info.denom);
  // Make sure we never return 0 here.
  return TimeTicks(ticks + 1);
}

　　這裡涉及2個內建方法和1個內建結構體，挨個介紹一下。

  • mach_timebase_info結構體作為引數傳入同名函式
  • mach_timebase_info方法返回兩個因子，將返回的分子除以分母可以得到一個基準引數(找不到Linux的官方API文件，還是windows好啊)，具體解釋有興趣可以去檢視
  • mach_absolute_time方法返回一個系統從啟動開始保持執行的一個絕對時間，參考windows的QPC，單位為納秒

　　唯一有價值的就是那個單位，由於返回的絕對時間單位是納秒，所以需要除以TimeConstants裡面的常數，最後與基準引數相乘，最終得到一個硬體時間戳。

　　本地做一個實驗。

int main() {
    static struct mach_timebase_info info;
    mach_timebase_info(&info);
    cout << "numer is " << info.numer << endl;
    cout << "denom is " << info.denom << endl;
    cout << "absolute time is " << mach_absolute_time() << endl;
    cout << "current timestamp is " << (info.numer / info.denom) * (mach_absolute_time() * 1e-9) << endl;
}

　　這樣得到最終的結果理論上就是我mac電腦的活躍秒數。

　　7000秒，也就是大約2個小時吧，看來還是很準確的，有興趣的可以自行實驗。

　　下一篇換windows，apple的apidoc真是一坨屎，根本跟微軟沒法比。

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