概要

System.currentTimeMillis()
- 取得できる値は、1970-01-01T00:00:00Z からのミリ秒（UNIX TIME）
- 時刻の絶対値を取得する際に使用する
System.nanoTime()
- 取得できる値は、任意の時点からのナノ秒
- 時刻の相対値を取得する際に使用する

あと、Java 8 で使えるようになった Instant.now() も併せて解説します。

Instant.now()
- 取得できる値は、1970-01-01T00:00:00Z からの秒 + ナノ秒（UNIX TIME）
- 時刻の絶対値を取得する際に使用する

`System.currentTimeMillis()` の使い方

あるタイミングで現在時刻を取得するために使います。

long now = System.currentTimeMillis();
// ==> 1667115400695

一方で、以下のような相対時刻の取得には不向きです。

long start = System.currentTimeMillis();
// … 処理 …
long end = System.currentTimeMillis();

long total = end - start;

System.currentTimeMillis() は 不連続な時間の変化（例えば、システム管理者が時間を手動で変更した場合など）の影響を受けるためです。
例えば、上記の処理の途中で手動で時刻が変更されると、total が極端に大きくなったり負の値になったりします。

あくまで、 ある時点の時刻をミリ秒で取得する、という用途に限って使う API です。

`System.nanoTime()` の使い方

ある二つの時点の相対時間を取得するために使います。

long start = System.nanoTime();
// … 処理 …
long end = System.nanoTime();

long total = end - start;
// => 1180305853

System.nanoTime() は、不連続な時間の変化の影響を受けません。
上記の場合、処理の途中で時刻が変更されても、total が実際の処理時間を表す値になります。

一方で、あるタイミングの現在時刻を取得するのには不向きです。
例えば、System.nanoTime() を呼び出して 3761546426118 という値が返ってきても、これが何を意味するのか（いつからの経過時刻なのか）は不明です。

long now = System.nanoTime();
// => 3761546426118

あくまで、 ふたつの時刻の差分をナノ秒で取得する、という用途に限って使う API です。

`Instant.now()` の使い方

System.currentTimeMillis() と同様に、あるタイミングで現在時刻を取得するために使います。

java.time.Instant.now();
// ==> 2022-10-30T07:39:35.003041Z

Instant 型なので、ミリ秒を直接扱うのよりも扱いやすいです。
例えば、システムのタイムゾーンに変換して、それをフォーマットして出力する、ということも簡単にできます。

ZonedDateTime dateTime = now.atZone(ZoneId.systemDefault())
String text = DateTimeFormatter.ISO_OFFSET_DATE_TIME.format(dateTime);
==> "2022-10-30T22:00:45.1861852+09:00"

また、System.currentTimeMillis() はミリ秒までの精度ですが、 Instant.now() はより細かい精度で時刻を扱います。
（Windows だと 100 ナノ秒です）

今となっては、System.currentTimeMillis() よりも Instant 型を使った方がいいと思います。

OpenJDK での実装の詳細

`System.currentTimeMillis()`, `Instant.now()`

OS	API	コード
Windows	GetSystemTimeAsFileTime	jdk/os_windows.cpp
上記以外（Linux など）	clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts)	jdk/os_posix.cpp

`System.nanoTime()`

OS	API	コード
Windows	QueryPerformanceCounter	jdk/os_windows.cpp
macOS	mach_absolute_time	jdk/os_bsd.cpp
AIX	mread_real_time	jdk/os_aix.cpp
上記以外（Linux など）	clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts)	jdk/os_posix.cpp

なお、 Linux 等で使われる CLOCK_MONOTONIC は adjtime(3) や NTP が行う段階的な調整の影響を受けるとのこと。
CLOCK_MONOTONIC_RAW のほうがいいのでは？という気がするのですが、こちらは Linux 固有（POSIX非対応）なので、Java では使っていないようです。

Java 考古学者向けの情報

System.currentTimeMillis() の分解能

Windows XP のころは、System.currentTimeMillis() が 16ms 程度の分解能しかないと言われていました。これは、過去 GetSystemTimeAsFileTime の分解能がそれぐらいだったせいです。
現在は 1ms の分解能になっています。¹

以下のコードで、1ms の分解能が得られることを確認できます。
（Windows 10 で確認）

for(var i = 0; i < 1000; i++) {
    System.out.println(System.currentTimeMillis());
}

実行結果

…（中略）…
1667107783815
1667107783815
1667107783816
1667107783816
…（中略）…
1667107783817
1667107783817
1667107783818

Linux での実装の変化

昔は、 System.currentTimeMillis() の実装に gettimeofday を使っていました。
しかし、 Java 15 から clock_gettime が使える場合は、こちらが使われるようになりました。

チケット：[JDK-8242504] Enhance the system clock to nanosecond precision - Java Bug System
コミット：8242504: Enhance the system clock to nanosecond precision · openjdk/jdk@7228978

また、現在のJava がサポートしている環境は clock_gettime が使えることが保証されていることが確認できたので、 Java 17 で gettimeofday を使う処理は削除されました。

たぶん、Windows Vista のタイミングで？調べたけど分からず…。 ↩

System.currentTimeMillis() と System.nanoTime() の違い

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System.currentTimeMillis() の使い方

System.nanoTime() の使い方

Instant.now() の使い方