如何獲取當前的TAI時間？

Question

如何在Linux中使用Java或C++獲取當前TAI時間（以毫秒爲單位）？

我需要這個的原因是能夠準確地在很長一段時間內（大約幾年）獲取時間戳，並且仍然能夠比較它們，而不用擔心閏秒。在閏秒期間進行多次測量是可能的，並且所有測量都需要明確，單調增加併線性增加。這將是一個專用的Linux服務器。這是一個需要大約0.5秒精度的科學項目。

我目前不想投資GPS計時器，並希望將NTP用於pool.ntp.org以保持系統時鐘正常運行。

我已經調查了以下解決方案：

的Java 8或ThreeTen項目 獲得TAIInstant是使用即時然後將其轉換其中，根據規範，「轉換的唯一途徑根據UTC-SLS，即時通訊在閏秒附近不會完全準確。「這本身並不是什麼大問題（事實上，使用UTC-SLS也是可以接受的）。然而，在Instant類中使用now（）也似乎只是System.currentTimeMillis（）的一個包裝，這讓我認爲在閏秒期間，時間仍然不明確，項目實際上不會給我TAI時間。在Java 8個規範也狀態：

使用JSR-310 API的Java時間尺度的實現都不 需要提供任何時鐘，亞秒準確，或者說 進展單調地或平滑地 。因此實現方式不需要實際執行UTC-SLS擺動或者以其他方式知道閏秒，即 。

使用權利/？時區 這似乎是可行的，但我不知道如果實施足夠聰明，可以在閏秒內繼續工作，或者System.currentTimeMillis（）甚至可以給TAI時間。換句話說，底層實現是否仍然使用UTC，從而在閏秒期間給出了模糊的時間，然後將其轉換爲TAI，或者使用System.currentTimeMillis（）始終使用正確/時區實際上與TAI一起工作（即，即使在閏秒）？

使用CLOCK_TAI 我試圖在Linux內核中使用CLOCK_TAI卻發現它是完全一致CLOCK_REALTIME在我的測試： 代碼：

#include <iostream> 
#include <time.h> 

long sec(int clock) 
{ 
    struct timespec gettime_now; 
    clock_gettime(clock, &gettime_now); 
    return gettime_now.tv_sec; 
} 

int main() 
{ 
    std::cout << sec(0) << std::endl;  // CLOCK_REALTIME 
    std::cout << sec(1) << std::endl;  // CLOCK_MONOTONIC 
    std::cout << sec(11) << std::endl;  // CLOCK_TAI 

    return 0; 
} 

輸出很乾脆：

1427744797 
6896 
1427744797 

使用CLOCK_MONOTONIC 問題在於時間戳需要即使計算機重新啓動，仍保持有效和可比較。

Answer 1

除了正確接受的答案，我還要提到的免費Java庫Time4J（min version v4.1）作爲可能的解決方案，因爲

• 我寫它填補了Java世界（間隙java.time不能做所有），
• 迄今爲止給出的其他答案只談論C++（但你也要求Java），
• 它的工作原理與@ user3427419所描述的相同。

它使用基於System.nanoTime()的單調時鐘，但甚至允許通過接口TickProvider自定義實現。爲了進行校準，您可以使用net.time4j.SystemClock.MONOTONIC，也可以使用名爲SntpConnector的SNTP時鐘，它只需要一些簡單的配置即可連接到所需的任何NTP時間服務器。由於內置的​​閏秒錶，Time4J甚至可以在本月底向您顯示已公佈的閏秒 - 採用ISO-8601標記，甚至可以在任何時區使用格式化的本地時間戳字符串（使用i18n模塊） 。

對時鐘進行重新校準（如果是NTP - 重新連接）是可能的，這意味着時鐘可以適應中等時間調整（儘管我強烈建議您在測量期間或閏秒時不要這樣做）。雖然這種SNTP時鐘的重新連接通常會導致時間倒退，但在某些情況下，Time4J會嘗試應用平滑算法（如果在時鐘配置中激活）以確保單調行爲。詳細的文件可用online。

實施例： - 基於的解決方案是更爲簡單

// Step 0: configure your clock 
String ntpServer = "ptbtime1.ptb.de"; 
SntpConnector clock = new SntpConnector(ntpServer); 

// Step 1: Timestamp start of the program and associate it with a counter 
clock.connect(); 

// Step 2: Use the counter for sequential measurements at fixed intervals 
Moment m = clock.currentTime(); 
System.out.println(m); // possible output = 2015-06-30T23:59:60,123456789Z 

// Step 3: Timestamp new counter value(s) as necessary to keep your data adequately synced 
clock.connect(); 

如果任何C++我懷疑。更多的代碼演示也可以在DZone上進行研究。

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更新（答案在評論質疑）：

稍微簡化的解決方案如何自動下載指定的IETF資源的新閏秒，並把它翻譯成特定Time4J格式可能是這樣的：

URL url = new URL("https://www.ietf.org/timezones/data/leap-seconds.list"); 
BufferedReader br = 
    new BufferedReader(
     new InputStreamReader(url.openStream(), "US-ASCII")); 
String line; 
PlainDate expires = null; 
Moment ntpEpoch = PlainTimestamp.of(1900, 1, 1, 0, 0).atUTC(); 
List<PlainDate> events = new ArrayList<PlainDate>(); 

try { 
    while ((line = br.readLine()) != null) { 
     if (line.startsWith("#@")) { 
      long expraw = Long.parseLong(line.substring(2).trim()); 
      expires = ntpEpoch.plus(
       expraw, TimeUnit.SECONDS) 
      .toZonalTimestamp(ZonalOffset.UTC).toDate(); 
      continue; 
     } else if (line.startsWith("#")) { 
      continue; // comment line 
     } 

     // this works for some foreseeable future 
     long epoch = Long.parseLong(line.substring(0, 10)); 

     // this is no leap second 
     // but just the official introduction of modern UTC scale 
     if (epoch == 2272060800L) { 
      continue; 
     } 

     // -1 because we don't want to associate 
     // the leap second with the following day 
     PlainDate event = 
      ntpEpoch.plus(epoch - 1, TimeUnit.SECONDS) 
        .toZonalTimestamp(ZonalOffset.UTC).toDate(); 
     events.add(event); // we don't assume any negative leap seconds here for simplicity 
    } 
} finally { 
    br.close(); 
} 

// now let's write the result into time4j-format 
// use a location relative to class path of main program (see below) 
String path = "C:/work/leapseconds.txt"; 
Writer writer = new FileWriter(new File(path)); 
String sep = System.getProperty("line.separator"); 

try { 
    for (PlainDate event : events) { 
     writer.write(event + ", +" + sep); 
    } 
    writer.write("@expires=" + expires + sep); 
} finally { 
    writer.close(); 
} 

System.out.println(
    "Leap second file was successfully written from IETF-resource."); 

// And finally, we can start the main program in a separate process 
// with the system property "net.time4j.scale.leapseconds.path" 
// set to our leapsecond file path (must be relative to class path) 

一些注意事項：

爲了避免主程序依賴互聯網連接，我建議將此代碼編寫爲由簡單批處理程序調用的子程序。這個批處理文件最終會使用所提到的系統屬性調用主程序。如果你設置了這個property，那麼將從那裏指定的文件中讀取閏秒，然後任何最終可用的tzdata模塊將停止產生任何併發的閏秒信息。

Answer 2

我之所以需要這個是能夠準確地採取時間戳 過的很長一段時間（兩年左右），仍然能夠 對它們進行比較，而不必擔心閏秒。可能有 用於在閏秒期間進行多次測量，並且所有測量結果都必須是明確的，單調遞增的，並且線性增加。

那麼你的設計是不理想的。你不能使用時間，然後以某種方式干涉閏秒。這實際上經常出現，人們陷入使用掛鐘進行時間戳測量的陷阱。程序和其關聯爲必要時帶計數器

使用以固定的間隔計數器連續測量

時間戳新的計數器值（一個或多個），以確保您的數據能夠充分同步的

1. 時間戳的開始

如果您避免在1秒內發生超時（午夜！）的時間戳，您可以免費入住，因爲可以稍後再調整。

現在，如果您堅持使用TAI而不使用計數器，您所需要的只是一張需要考慮閏秒的表格。然後使用單調時間。還有，可以爲你做這個庫，但他們可能會過時的，所以你必須自己維護它們，

http://skarnet.org/software/skalibs/libstddjb/tai.html

Answer 3

您有基於C++的std ::實現TAI時鐘steady_clock或類似的。要同步您的TAI時鐘，您可以依靠GPS或NTP。

來自NTP的選項TAI：您的TAI實施需要關於閏秒的知識。可能NTP協議或referenced resources是當前和未來閏秒的最可靠來源。從GPS

選項TAI：GPS時鐘的固定偏移至大，你不必惹閏秒

Answer 4

CLOCK_REALTIME和CLOCK_TAI返回相同的，因爲內核參數tai_offset爲零。

使用adjtimex(timex tmx)進行檢查並讀取值。我認爲ntpd會設置它，如果它足夠新（>4.2.6）並有閏秒文件。它也可以從上游服務器獲取它，但我無法驗證。以root身份運行時，調用adjtimex()可以手動設置tai_offset。您需要一個新的ish man頁面adjtimex才能查看要設置的參數。我的debian man頁面太老，但命令奏效。