如何获取当前的TAI时间？

问题描述：

如何在Linux中使用Java或C++获取当前TAI时间（以毫秒为单位）？如何获取当前的TAI时间？

我需要这个的原因是能够准确地在很长一段时间内（大约几年）获取时间戳，并且仍然能够比较它们，而不用担心闰秒。在闰秒期间进行多次测量是可能的，并且所有测量都需要明确，单调增加并线性增加。这将是一个专用的Linux服务器。这是一个需要大约0.5秒精度的科学项目。

我目前不想投资GPS计时器，并希望将NTP用于pool.ntp.org以保持系统时钟正常运行。

我已经调查了以下解决方案：

的Java 8或ThreeTen项目 获得TAIInstant是使用即时然后将其转换其中，根据规范，“转换的唯一途径根据UTC-SLS，即时通讯在闰秒附近不会完全准确。“这本身并不是什么大问题（事实上，使用UTC-SLS也是可以接受的）。然而，在Instant类中使用now（）也似乎只是System.currentTimeMillis（）的一个包装，这让我认为在闰秒期间，时间仍然不明确，项目实际上不会给我TAI时间。在Java 8个规范也状态：

使用JSR-310 API的Java时间尺度的实现都不需要提供任何时钟，亚秒准确，或者说进展单调地或平滑地 。因此实现方式不需要实际执行UTC-SLS摆动或者以其他方式知道闰秒，即。

使用权利/？时区 这似乎是可行的，但我不知道如果实施足够聪明，可以在闰秒内继续工作，或者System.currentTimeMillis（）甚至可以给TAI时间。换句话说，底层实现是否仍然使用UTC，从而在闰秒期间给出了模糊的时间，然后将其转换为TAI，或者使用System.currentTimeMillis（）始终使用正确/时区实际上与TAI一起工作（即，即使在闰秒）？

使用CLOCK_TAI 我试图在Linux内核中使用CLOCK_TAI却发现它是完全一致CLOCK_REALTIME在我的测试：代码：

#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; 
}

输出很干脆：

1427744797 
6896 
1427744797

使用CLOCK_MONOTONIC 问题在于时间戳需要即使计算机重新启动，仍保持有效和可比较。

答

除了正确接受的答案，我还要提到的免费Java库Time4J（min version v4.1）作为可能的解决方案，因为

我写它填补了Java世界（间隙java.time不能做所有），
迄今为止给出的其他答案只谈论C++（但你也要求Java），
它的工作原理与@ user3427419所描述的相同。

它使用基于System.nanoTime()的单调时钟，但甚至允许通过接口TickProvider自定义实现。为了进行校准，您可以使用net.time4j.SystemClock.MONOTONIC，也可以使用名为SntpConnector的SNTP时钟，它只需要一些简单的配置即可连接到所需的任何NTP时间服务器。由于内置的闰秒表，Time4J甚至可以在本月底向您显示已公布的闰秒 - 采用ISO-8601标记，甚至可以在任何时区使用格式化的本地时间戳字符串（使用i18n模块）。

对时钟进行重新校准（如果是NTP - 重新连接）是可能的，这意味着时钟可以适应中等时间调整（尽管我强烈建议您在测量期间或闰秒时不要这样做）。虽然这种SNTP时钟的重新连接通常会导致时间倒退，但在某些情况下，Time4J会尝试应用平滑算法（如果在时钟配置中激活）以确保单调行为。详细的文件可用online。

实施例： - 基于的解决方案是更为简单

// 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++我怀疑。更多的代码演示也可以在DZone上进行研究。

更新（答案在评论质疑）：

稍微简化的解决方案如何自动下载指定的IETF资源的新闰秒，并把它翻译成特定Time4J格式可能是这样的：

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)

一些注意事项：

为了避免主程序依赖互联网连接，我建议将此代码编写为由简单批处理程序调用的子程序。这个批处理文件最终会使用所提到的系统属性调用主程序。如果你设置了这个property，那么将从那里指定的文件中读取闰秒，然后任何最终可用的tzdata模块将停止产生任何并发的闰秒信息。

你的图书馆如何处理长期的闰秒？换句话说，如果一个应用程序在未来几年内重新启动，我如何确保它具有过去几年发生的闰秒知识？ – 2015-10-13 01:46:49

@DanielCentore可以通过自己更新您的闰秒数据导入新的闰秒 - 无论是通过新版本的库还是通过更新tzdata模块（事实上从iana.org/tz导入新的tzdb版本）。 Time4J还管理[过期标志]（http://time4j.net/javadoc-en/net/time4j/scale/LeapSeconds.html#getDateOfExpiration--），如果闰秒数据可用于将警报编程给系统管理员已经变老了。请记住，无法将数据提前6个月保持有效状态。 – 2015-10-13 11:54:14

是否有推荐的方法来自动从互联网上下载资源来自动处理这个问题？ – 2015-10-13 17:34:48

答

我之所以需要这个是能够准确地采取时间戳过的很长一段时间（两年左右），仍然能够对它们进行比较，而不必担心闰秒。可能有用于在闰秒期间进行多次测量，并且所有测量结果都必须是明确的，单调递增的，并且线性增加。

那么你的设计是不理想的。你不能使用时间，然后以某种方式干涉闰秒。这实际上经常出现，人们陷入使用挂钟进行时间戳测量的陷阱。程序和其关联为必要时带计数器

使用以固定的间隔计数器连续测量

时间戳新的计数器值（一个或多个），以确保您的数据能够充分同步的

时间戳的开始

如果您避免在1秒内发生超时（午夜！）的时间戳，您可以免费入住，因为可以稍后再调整。

现在，如果您坚持使用TAI而不使用计数器，您所需要的只是一张需要考虑闰秒的表格。然后使用单调时间。还有，可以为你做这个库，但他们可能会过时的，所以你必须自己维护它们，

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

答

您有基于C++的std ::实现TAI时钟steady_clock或类似的。要同步您的TAI时钟，您可以依靠GPS或NTP。

来自NTP的选项TAI：您的TAI实施需要关于闰秒的知识。可能NTP协议或referenced resources是当前和未来闰秒的最可靠来源。从GPS

选项TAI：GPS时钟的固定偏移至大，你不必惹闰秒

答

CLOCK_REALTIME和CLOCK_TAI返回相同的，因为内核参数tai_offset为零。

使用adjtimex(timex tmx)进行检查并读取值。我认为ntpd会设置它，如果它足够新（>4.2.6）并有闰秒文件。它也可以从上游服务器获取它，但我无法验证。以root身份运行时，调用adjtimex()可以手动设置tai_offset。您需要一个新的ish man页面adjtimex才能查看要设置的参数。我的debian man页面太老，但命令奏效。

如何获取当前的TAI时间？

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