計算機時間問題漫談

1.引言

• 當沒有手表的時候，你不清楚現在是幾點。
• 當有了1塊手表時，你知道現在是幾點。
• 當有了2 塊手表時，它們的時間顯示不一緻時，你又不知道現在是幾點。
• 當你碰到有個人和你一樣都有手表，但時間不一緻時，你還是不知道現在是幾點。
• 當你對着電視對标，看了眼電視顯示是 6 點整，當低頭調完表時，再看表這時電視又比手表快了幾秒，于是又繼續調表，經過幾輪後，好像偏差不大了。
• 過了幾個月，你發現手表又和電視上的不一緻了……
• 當學了高中實體後，知道了電視信号傳播是需要時間了，知道了電視上的時間隻是導播随電視畫面一起傳給你播放的畫面，于是全國各地看到的 6 點的畫面其實是有先後的。
• 當你出國後，發現國外有人有他們心中的“CCTV”，你又開始思考不同國家的人的時間差。
• ……

2.問題分析

我們在日常生活中面臨的問題，計算機系統也面臨同樣的問題，站在計算機系統角度面臨 4 種時間。

• 自己的系統時間：
  • 硬體時鐘：計算機硬體有個使用電池的實時時鐘(Real-time Clock, RTC)也叫(CMOS時鐘，BIOS時間)。這個于電池品質和使用時長等有關。
  • 系統時鐘：又名軟體時鐘，由Linux核心計算為自1970年1月1日午夜UTC以來的秒數。系統時鐘的初始值由硬體時鐘計算。系統正常運作後，由系統核心獨自運作系統時鐘。
• 自己選擇對标的基準時間：可選擇自建自己的時間伺服器，也可選擇對标公共時間伺服器
• 協作子產品的時間：由于每個系統選取的時間坐标不同，則大家在協作時時間不一緻是常态，如果湊巧一緻且長期一緻，真是罕見的幸事。
• 世界公認的标準時間：一般認為UTC和GMT是相等的，但是會存在0.9秒以内的誤差，這是由于地球不規則自轉引起的。
  • UTC(Universal Time Coordinated)，即協調世界時。全世界統一的世界标準時間。需要不規則地加入閏秒。
  • GMT(Greenwich Mean Tim)，格林尼治平均時間。

3.産品設計建議

• 時間不一緻是常态，要基于這個前提來設計
• 可以以抽象的時間代替具體時間，如業務流水号
• 以相對時間代替絕對時間
• 日志要有基于自身時鐘的時間戳，建立自己的時間體系，以便于自身問題的排查和定位