JVM源碼分析之System.currentTimeMillis及nanoTime原理詳解

上周<code>@望陶</code>問了我一個現象很詭異的問題，說jdk7和jdk8下的<code>system.nanotime()</code>輸出完全不一樣，而且差距還非常大，是不是兩個版本裡的實作不一樣，之前我也沒注意過這個細節，覺得非常奇怪，于是自己也在本地mac機器上馬上測試了一下，得到如下輸出：

還真不一樣，于是我再到linux下跑了一把，發現兩個版本下的值基本上差不多的，也就是主要是mac下的實作可能不一樣

于是我又調用<code>system.currenttimemillis()</code>，發現其輸出結果和<code>system.nanotime()</code>也完全不是1000000倍的比例

另外<code>system.nanotime()</code>輸出的到底是什麼東西，這個數字好奇怪

這三個小細節平時沒有留意，好奇心作祟，于是馬上想一查究竟

再列下主要想理清楚的三個問題

在mac下發現<code>system.nanotime()</code>在jdk7和jdk8下輸出的值怎麼完全不一樣

<code>system.nanotime()</code>的值很奇怪，究竟是怎麼算出來的

<code>system.currenttimemillis()</code>為何不是<code>system.nanotime()</code>的1000000倍

在mac下，首先看jdk7的nanotime實作

再來看jdk8下的實作

果然發現jdk8下多了一個<code>__apple__</code>宏下定義的實作，和jdk7及之前的版本的實作是不一樣的，不過其他bsd系統是一樣的，隻是macos有點不一樣，因為平時咱們主要使用的環境還是linux為主，是以對于macos下具體異同就不做過多解釋了，有興趣的自己去研究一下。

在linux下jdk7和jdk8的實作都是一樣的

而<code>linux::supports_monotonic_clock</code>決定了走哪個具體的分支

<code>_clock_gettime</code>的定義在

說白了，其實就是看librt.so.1或者librt.so中是否定義了<code>clock_gettime</code>函數，如果定義了，就直接調用這個函數來擷取時間，注意下上面的傳給<code>clock_gettime</code>的一個參數是<code>clock_monotonic</code>，至于這個參數的作用後面會說，這個函數在glibc中有定義

而對應的宏<code>sysdep_gettime</code>定義如下：

最終是調用的clock_gettime系統調用：

而我們jvm裡取納秒數時傳入的是clock_monotonic這個參數，是以會調用如下的方法

上面的<code>wall_to_monotonic</code>的<code>tv_sec</code>以及<code>tv_nsec</code>都是負數，在系統啟動初始化的時候設定，記錄了啟動的時間

是以nanotime其實算出來的是一個相對的時間，相對于系統啟動的時候的時間

我們其實可以寫一個簡單的例子從側面來驗證currenttimemillis傳回的到底是什麼值

你将看到輸出結果會是兩個一樣的值，這說明了什麼？另外<code>new date(0).gettime()</code>其實就是<code>1970/01/01 08:00:00</code>,而<code>new date().gettime()</code>是傳回的目前時間，兩個日期一減，其實就是目前時間距離<code>1970/01/01 08:00:00</code>有多少毫秒，而<code>system.currenttimemillis()</code>傳回的正好是這個值，也就是說<code>system.currenttimemillis()</code>就是傳回的目前時間距離<code>1970/01/01 08:00:00</code>的毫秒數。

就實作上來說，currenttimemillis其實是通過<code>gettimeofday</code>來實作的

至此應該大家也清楚了，為什麼currenttimemillis傳回的值并不是nanotime傳回的值的1000000倍左右了，因為兩個值的參照不一樣，是以沒有可比性