Rust in Action笔记第九章时间管理

news2024/11/23 16:37:11

本章主要讲如何实现一个网络时间协议NTP（Network Time Protocol）客户端，谷歌的世界时间同步误差大概在7毫秒，开源网站CockroachDB的延迟在数十毫秒，使用了NTP协议，在处理与时间敏感的数据时，chrono库成为了事实上的标准库；
由于潮汐影响和地球转矩的问题，事实上每一秒的长度不是固定的，引出了两种时间机制，一种是TAI，用于世界的原子时钟，每秒长度固定；另一种是UTC，用于通常生活中，差不多每隔18个月会添加1个闰秒，到2016年，TAI和UTC的偏差已经达到了36秒；在计算机系统中通常跑着两种时钟（clocks），一种叫实时时钟（real-time clock），根据物理设备（例如石英钟）的震动来统计时间，用于没有电源驱动的场景，一种叫系统时间（system time），系统时间根据硬件中断来增加，所有电脑上的应用获取时间都是通过system time；
9.3节介绍了几个时间有关的术语，例如Absolute time、Real-time clock、system clock、monotonically increasing、 steady clock、 High accuracy、 High resolution、fast clock 等等，对于理解各种不同的时间有很大的帮助；
时间的编码使用了2个32位integer，第一个表示秒，第二个表示n分之一秒（fraction of a second），好处有两点，简单易懂，计算高效；挑战也有两点，范围固定（有上限，因为integer宽度有限），不准确（整型是离散的而不是连续的），几个常见的表示时间的方式有，a. UNIX时间戳，32位整型，表示从1970年1月1日其的毫秒数；b. MS Windows FILETIME（从Windows 2000开始启用），64位无符号整型，表示从1601年1月1日（UTC时间）到当时的100纳秒的增量（increments）；c. Rust社区的chrono库，32位有符号整型，同时带有NaiveTime的枚举类型来表示不同的时区；d. time_t类型，在C标准库libc里，不同版本也有一定区别，详见Page298；
9.5给出了应用获得系统时间的具体调用过程，如下
获取本地时间的方法可以使用chrono::Local::now()，如果返回值是感叹号!，表示该函数永不返回，代码跑到unimplemented!()宏这里时会panic；
用clap::Arg或者clap::App来处理输入参数，clap::Arg可以帮助简单处理输入参数，clap::App把整个程序封装成应用，可以添加版本、参数说明、参数是否必须等要求；
可以在cargo.toml指定[target.'cfg(not(windows))'.dependencies]用于非windows操作系统编译时的依赖，同理，去掉not可以用于设置Windows操作系统的依赖；
NTP有两种模式，一种是always on，采用p2p的形式来在局域网中达成一个稳定的关于"now"的共识，一种是request/response，通过向服务器发送请求（request）来获取一个中心化认可的时间戳，通过记录传输时间来校准；
request/response模式有4个时间点需要记录，t1表示客户端发出request的时间戳、t2表示服务端收到客户端request的时间戳、t3表示服务端发出response的时间戳、t4表示客户端收到response的时间戳，这4个时间戳的格式在RFC2030中规定，流程如下图所示，9.9.1节提供了详细实现11. NTP中要计算两个值， $\theta$ 和 $\delta$ ，如下表所示，表示从客户端到服务端的传输延迟，实际应用中会发送requests到多个server来减小单个服务的误差