CLOCK_REALTIMEとCLOCK_MONOTONIC

systemdにはdual_timestampという構造体がある。

src/shared/time-util.h

typedef struct dual_timestamp {
        usec_t realtime;
        usec_t monotonic;
} dual_timestamp;

realtimeとmonotonicという2種類の時刻を同時に保持するためのものである。Linuxにはこの2種類の時刻があることは知っていたが、違いを把握していなかったので調べてみた。

Linux(というかPOSIX)では、clock_gettime(2)システムコールで経過時間を測るための時刻を得ることができる。上記二つの時刻は、それぞれCLOCK_REALTIMEとCLOCK_MONOTONICフラグを指定することで取得できる。Man page of CLOCK_GETTIMEやDifference between CLOCK_REALTIME and CLOCK_MONOTONIC? - Stack Overflow の説明によると、それぞれの時刻には以下の違いがあるようだ。

• CLOCK_REALTIME
  • NTP等によってシステムの現在時刻が変更されると、clock_gettimeも大きく変化することがある(時刻が戻る可能性がある)
  • なので、ベンチマーク等で経過時間を測りたいときには向かない
• CLOCK_MONOTONIC
  • 時刻はかならず単調増加する
  • システムの時刻変更の影響を受けるが、大きく変化することはないし、時間が戻ったりもしない

Linuxでは、それ以外にもCLOCK_MONOTONIC_RAWという時刻が取得可能で、こちらはNTP等の時刻変更の影響を全く受けないらしい。では、こちらの方が経過時間の計測に向いているかというと、(上記Stack Overflowのコメントによると)そうでもないらしい。なぜそうなのかはまだ理解していないので、またいずれ調査するかもしれない。