Ubuntu 下 nginx-1.24.0 源码分析 - ngx_monotonic_time函数

声明

在 src\core\ngx_times.c 中：

static ngx_msec_t ngx_monotonic_time(time_t sec, ngx_uint_t msec);

实现 

在 src\core\ngx_times.c 中：

static ngx_msec_t
ngx_monotonic_time(time_t sec, ngx_uint_t msec)
{
#if (NGX_HAVE_CLOCK_MONOTONIC)struct timespec  ts;#if defined(CLOCK_MONOTONIC_FAST)clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_FAST, &ts);
#elseclock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
#endifsec = ts.tv_sec;msec = ts.tv_nsec / 1000000;#endifreturn (ngx_msec_t) sec * 1000 + msec;
}

通过 gcc -E 处理 预处理指令后

static ngx_msec_t
ngx_monotonic_time(time_t sec, ngx_uint_t msec)
{struct timespec ts;clock_gettime(
# 204 "src/core/ngx_times.c" 3 41
# 204 "src/core/ngx_times.c", &ts);sec = ts.tv_sec;msec = ts.tv_nsec / 1000000;return (ngx_msec_t) sec * 1000 + msec;
}

NGX_HAVE_CLOCK_MONOTONIC 宏

objs/ngx_auto_config.h:287:#define NGX_HAVE_CLOCK_MONOTONIC  1 

在 objs/ngx_auto_config.h 中

#ifndef NGX_HAVE_CLOCK_MONOTONIC
#define NGX_HAVE_CLOCK_MONOTONIC  1
#endif

NGX_HAVE_CLOCK_MONOTONIC 是一个宏定义，

用于指示系统是否支持 clock_gettime() 函数的 CLOCK_MONOTONIC 时钟源

CLOCK_MONOTONIC 是 POSIX 标准中定义的一种时钟类型，表示单调递增的时间。

与 CLOCK_REALTIME 不同，CLOCK_MONOTONIC 的时间不会因为系统时间的调整（例如用户手动修改系统时间或通过 NTP 同步）而发生跳变。因此，它非常适合用于测量时间间隔或计算超时

NGX_HAVE_CLOCK_MONOTONIC 宏的作用是检查当前系统是否支持 CLOCK_MONOTONIC

如果支持，Nginx 会使用 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ...) 来获取高精度的时间戳，从而实现更精确的时间管理

在 Nginx 的构建过程中，通常会通过 configure 脚本来检测系统是否支持 CLOCK_MONOTONIC

1. 编译时，configure 脚本会尝试编译一段测试代码，调用 clock_gettime() 并传入 CLOCK_MONOTONIC 参数。

2. 如果编译成功且运行正常，则说明系统支持 CLOCK_MONOTONIC，此时会在生成的配置头文件（如 objs/ngx_auto_config.h）中定义 NGX_HAVE_CLOCK_MONOTONIC 宏。

3. 如果编译失败或运行异常，则不会定义该宏

CLOCK_MONOTONIC_FAST 宏

未定义

CLOCK_MONOTONIC_FAST 用于替代标准的 CLOCK_MONOTONIC，在保证时间单调递增的前提下，减少时间获取的系统调用开销

• 在 FreeBSD 等类 Unix 系统中，CLOCK_MONOTONIC_FAST 是系统原生支持的时钟类型（通过 clock_gettime() 使用）。
• 在 Linux 等不支持该时钟的系统上，Nginx 会通过宏定义将其回退到 CLOCK_MONOTONIC，确保兼容性。

CLOCK_MONOTONIC 表示一种单调递增的时间源，从系统启动（即内核初始化完成）开始计时 

• 不受系统时间调整的影响 ：即使管理员手动修改了系统时间（例如通过 date 命令或 NTP 服务），CLOCK_MONOTONIC 的值也不会受到影响。
• 单调递增 ：该时钟只会随着时间向前推进，不会回退（除非系统重启）。
• 高分辨率 ：通常提供纳秒级别的精度。

所以

clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);

成立

综上，在我的 Ubuntu 环境下运行的实际代码应该是：

static ngx_msec_t
ngx_monotonic_time(time_t sec, ngx_uint_t msec)
{struct timespec  ts;clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);sec = ts.tv_sec;msec = ts.tv_nsec / 1000000;return (ngx_msec_t) sec * 1000 + msec;
}

函数的目标是获取一个基于单调时间（monotonic time）的时间戳，以毫秒为单位返回。单调时间的特点是不会受到系统时间调整的影响，适合用于计时和超时检测等场景

定义一个 timespec 结构体变量 ts，用于存储通过 clock_gettime 获取的时间信息

struct timespec 是 POSIX 标准中定义的时间结构体，包含两个字段：

• tv_sec：秒数部分。
• tv_nsec：纳秒部分（1 秒 = 10^9 纳秒）。

调用 clock_gettime 函数，获取当前的单调时间，并将结果存储到 ts 中

CLOCK_MONOTONIC 是一种单调递增的时钟源，不会受到系统时间调整（如手动修改系统时间或 NTP 同步）的影响。

clock_gettime 是 POSIX 标准中的函数，用于获取高精度时间

将 ts.tv_sec（单调时间的秒数部分）赋值给函数参数 sec

将 ts.tv_nsec（纳秒部分）转换为毫秒，并赋值给函数参数 msec

将秒数转换为毫秒，并加上毫秒部分，最终返回一个以毫秒为单位的时间戳

clock_gettime 函数

 clock_gettime 是 POSIX 标准中定义的一个函数，用于获取高精度的时间信息。它能够从指定的时钟源（clock source）中读取当前时间，并以纳秒级精度返回结果。

函数原型

#include <time.h>int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);

clk_id ：

指定时钟源（clock source），决定了时间的来源。

常见的时钟源包括：

CLOCK_REALTIME ：系统实时时间（wall-clock time），可以被手动调整或通过 NTP 同步。

CLOCK_MONOTONIC ：单调递增的时间，从某个固定点开始计时，不受系统时间调整的影响。

CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID ：进程的 CPU 时间。

CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID ：线程的 CPU 时间。

CLOCK_BOOTTIME （Linux 特有）：类似于 CLOCK_MONOTONIC，但包括系统休眠时间。

选择不同的时钟源会影响时间的用途。

tp ：

指向一个 struct timespec 结构体的指针，用于存储获取到的时间信息。

返回值

• 成功时返回 0。
• 失败时返回 -1，并设置 errno 表示错误原因。