当涉及时间测量时，我们可能首先想到Java的System.currentTimeMillis()。尽管这是在Java中测量时间的常见方法，但实际上还有其他内核级别的方法可用于实现更准确的时间测量。在本文中，我将探讨从Java到内核并返回Java的过程，并使用内核级别的方式测量时间，使我们能够获得比Java内置方法更准确的时间戳。
Java内置方法System.currentTimeMillis()通常被认为是测量时间的最佳选择。该方法以毫秒为单位返回当前时间的计算机可读格式。但是，这种方法仍然存在限制-我们无法通过它获得更细粒度的时间测量。这就是内核可以派上用场的地方。
内核是操作系统的一部分，控制计算机硬件和软件之间的交互。它运行在计算机的最低级别，因此具有与计算机硬件和资源直接交互的特殊能力。可用于测量时间的两个内核级别接口是CLOCK_MONOTONIC和CLOCK_MONOTONIC_RAW。它们不受时间更改的影响，并且对于多个进程保持一致。
CLOCK_MONOTONIC返回与系统启动时间相关的时间戳，以纳秒为单位。它适用于测量事件的持续时间和间隔，但不会保证与实际日期或时间相匹配。另一方面，CLOCK_MONOTONIC_RAW提供了尽可能高的时间分辨率，并绕过了标准时间源的校准。由于不受NTP同步的影响，这种测量对象几乎不存在跳跃。
要使用这些内核级别的方法，我们需要使用JNI（Java Native Interface）来在Java和内核之间建立通信。Java的JNI允许Java代码访问由本机代码实现的功能。我们可以使用JNI调用C代码，C代码将相应地调用内核级别的系统调用。但是，这样做需要对混合编程有一定的了解。
在下面的代码示例中，我们演示如何使用JNI和C代码来测量时间：
Java代码：
public class TimeUtils {
static {
System.loadLibrary(“timeutils”);
}
public static native long getMonotonicTime();
public static native long getMonotonicRawTime();
}
C代码：
#include
#include
#include
JNIEXPORT jlong JNICALL Java_TimeUtils_getMonotonicTime
(JNIEnv *env, jclass cls) {
struct timespec time;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &time);
return (jlong)(time.tv_sec * 1000000000 + time.tv_nsec);
}
JNIEXPORT jlong JNICALL Java_TimeUtils_getMonotonicRawTime
(JNIEnv *env, jclass cls) {
struct timespec time;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_RAW, &time);
return (jlong)(time.tv_sec * 1000000000 + time.tv_nsec);
}
接下来，我们可以使用这些函数来测量时间。我们可以使用它们来计算操作的时间或查看两个不同时间点之间的时间间隔。以下是一些示例如何使用这些函数：
long beginTime = TimeUtils.getMonotonicTime();
// Perform some operation
long endTime = TimeUtils.getMonotonicTime();
long duration = endTime – beginTime;
System.out.println(“Time taken: ” + duration + ” nanoseconds”);
在本文中，我们探讨了从Java到内核再返回Java的过程，并使用内核级别的CLOCK_MONOTONIC和CLOCK_MONOTONIC_RAW方法来测量时间。使用这些方法，我们可以获得更准确的时间戳，并在Java代码中进行更精细的时间测量。这是一个强大的技术，可以用于许多用例，特别是那些需要精确计时的高性能应用程序。
了解更多有趣的事情：https://blog.ds3783.com/