深入V8引擎-Time核心方法之mac篇

　　由于底层逻辑实现不同操作系统区别很大，所以干脆分篇来说。

　　主要讲一下Time、TimeTicks两个类里面对于时间戳的实现，其余的运算符重载、边缘工具方法就不看了，先是Time。

Time

　　类本身的说明在上一篇有，这里就去掉了。

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();

  // ...
};

　　从注释可知，这里的Now是返回国际时间戳的通用方法，但是操作系统可能会对返回值做修正，所以是有一定风险的。第二个NowFromSystemTime使用的系统时间比较准确，求精确的情况下考虑使用这一个。

　　但是在mac上，这两个方法是一样的。

#elif V8_OS_POSIX

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

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

　　这就很蠢了，可能是该操作系统不存在修正时间戳的情况，所以没必要分辨这两个方法了。

　　所以对于两种方式的解析就变成了一个，集中来看Now的实现。

// #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() {
  // 内置结构体 见上面
  struct timeval tv;
  // Linux内置时间函数
  int result = gettimeofday(&tv, nullptr);
  // 返回值检测
  DCHECK_EQ(0, result);
  USE(result);
  return FromTimeval(tv);
}

　　这里的用的都是Linux内置的方法，timeval结构体专门用来获取返回的时间，可以精确到微秒，也就是秒/毫秒/微秒的精度。

　　结构体两部分分别保存当前时间戳的秒部分、微秒部分，类型均为long，下面用一个简单例子来展示。

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

　　在浏览器下面同时用Date.now()做一个对比，由于还是有一定的时间差，所以微秒部分肯定对不上的。

　　两者输出对比如下。

　　在秒的部分完全对上了，微秒那块就别在意了，我可没有神手速。

　　这样，就通过系统API得到了当前时间戳，下面就是对两个部分做一个处理。

Time Time::FromTimeval(struct timeval tv) {
  // 1秒 = 1000 * 1000微秒 这里做的合法性检测
  DCHECK_GE(tv.tv_usec, 0);
  DCHECK(tv.tv_usec < static_cast<suseconds_t>(kMicrosecondsPerSecond));
  // 当秒、微秒都返回0 返回默认构造类 如下
  // constexpr Time() : TimeBase(0) {}
  if (tv.tv_usec == 0 && tv.tv_sec == 0) {
    return Time();
  }
  // 如果返回值达到了最大值 则返回最大值 max也是内置方法
  if (tv.tv_usec == static_cast<suseconds_t>(kMicrosecondsPerSecond - 1) &&
      tv.tv_sec == std::numeric_limits<time_t>::max()) {
    return Max();
  }
  // 这里返回微秒单位的数值
  return Time(tv.tv_sec * kMicrosecondsPerSecond + tv.tv_usec);
}

　　比较简单，看一下注释就懂了，最后返回的是以微秒为单位的一个长整数，而JS中的Date.now()返回的则是毫秒单位，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) {}
};

　　这个类看看就好了，跟上面那个类似，也有两个方法，一个是更精确的。

　　然而，两个方法也是一个，在mac上不存在精细度(windows上都有区别，下篇搞)，V8在内部直接写了如下注释。

#error platform does not implement TimeTicks::HighResolutionNow.

　　所以，只看Now的实现。

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);
}

　　这里涉及2个内置方法和1个内置结构体，挨个介绍一下。

• mach_timebase_info结构体作为参数传入同名函数
• mach_timebase_info方法返回两个因子，将返回的分子除以分母可以得到一个基准参数(找不到Linux的官方API文档，还是windows好啊)，具体解释有兴趣可以去查看
• mach_absolute_time方法返回一个系统从启动开始保持运行的一个绝对时间，参考windows的QPC，单位为纳秒

　　唯一有价值的就是那个单位，由于返回的绝对时间单位是纳秒，所以需要除以TimeConstants里面的常数，最后与基准参数相乘，最终得到一个硬件时间戳。

　　本地做一个实验。

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;
}

　　这样得到最终的结果理论上就是我mac电脑的活跃秒数。

　　7000秒，也就是大约2个小时吧，看来还是很准确的，有兴趣的可以自行实验。

　　下一篇换windows，apple的apidoc真是一坨屎，根本跟微软没法比。