时间戳使用技巧

好久前写过一篇相关的推文, 当时也是第一次接触和使用, 由于没有深入的了解和研究, 这段时间一直存在疑惑, 趁着这段时间就回顾一下和解决疑惑.

| 疑惑

很多知识其实是自学的, 有些知识虽然学了, 但是并没有认真深入了解. 时间戳的实现往往是使用u32类型的变量在1ms定时中自加, 那么:

 

u32极限值:4294967295
约等于4294967秒
约等于71582分
约等于1193小时
约等于49.7天

 

从结果就可以看出49.7天后就会溢出, 由此就可以看出时间戳并不能保证唯一性, 这就是时间戳最明显的bug, 导致项目不敢使用这个技巧, 后来发现好像不对劲, 为啥这么多大佬在用不会出问题, 所以就抽空深入研究一下.

| 解惑

时间戳: 简单可以理解为某一时刻的时间点, 并不是常规计算机理解的时间戳(时间戳是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒（北京时间1970年01月01日08时00分00秒）起至现在的总秒数)!

持续时间: 持续时间是指时间间隔的长度，即定义间隔开始和结束的时刻之间的时间距离。

要明确区分常规的概念和特定场景下的概念, 高级语言是可以通过时间戳相减获取时间间隔与持续时间做对比, 而本文说的时间戳并不是唯一的, 所以直接使用时间戳相减意义并不是很大. 通过观察可以发现, 一个数有最大值, 并且时间间隔又是固定的, 那是不是意味着有规律可循, 由于u32的数太大, 就直接使用u8的数来验证猜想:

 

#include "stdio.h"
#include "stdint.h"

int main()
{
    uint8_t tick_now = 0;   // 当前的时间戳
    uint8_t tick_old = 0;   // 过去的时间戳
    uint8_t wait = 3;       // 等待的时间
    uint8_t diff = 0;       // 时间差
    uint32_t j = 0;
    printf("tick_old:%d,j:%d
", tick_old, j);
    for(uint32_t i = 0; i < 2000; i++)
    {
        tick_now = tick_now + 1;
        diff = tick_now - tick_old;
        if(diff == wait)
        {
            j++;
            tick_old = tick_old + wait;
            printf("tick_old:%d,j:%d
", tick_old, j);
        }
    }
    return 0 ;
}

 

结果输出:

 

tick_old:0,j:0
tick_old:3,j:1
tick_old:6,j:2
tick_old:9,j:3
tick_old:12,j:4
tick_old:15,j:5
tick_old:18,j:6
tick_old:21,j:7
tick_old:24,j:8
tick_old:27,j:9
tick_old:30,j:10
tick_old:33,j:11
tick_old:36,j:12
tick_old:39,j:13
tick_old:42,j:14
tick_old:45,j:15
tick_old:48,j:16
tick_old:51,j:17
tick_old:54,j:18
tick_old:57,j:19
tick_old:60,j:20
tick_old:63,j:21
tick_old:66,j:22
tick_old:69,j:23
tick_old:72,j:24
tick_old:75,j:25
tick_old:78,j:26
tick_old:81,j:27
tick_old:84,j:28
tick_old:87,j:29
tick_old:90,j:30
tick_old:93,j:31
tick_old:96,j:32
tick_old:99,j:33
tick_old:102,j:34
tick_old:105,j:35
tick_old:108,j:36
tick_old:111,j:37
tick_old:114,j:38
tick_old:117,j:39
tick_old:120,j:40
tick_old:123,j:41
tick_old:126,j:42
tick_old:129,j:43
tick_old:132,j:44
tick_old:135,j:45
tick_old:138,j:46
tick_old:141,j:47
tick_old:144,j:48
tick_old:147,j:49
tick_old:150,j:50
tick_old:153,j:51
tick_old:156,j:52
tick_old:159,j:53
tick_old:162,j:54
tick_old:165,j:55
tick_old:168,j:56
tick_old:171,j:57
tick_old:174,j:58
tick_old:177,j:59
tick_old:180,j:60
tick_old:183,j:61
tick_old:186,j:62
tick_old:189,j:63
tick_old:192,j:64
tick_old:195,j:65
tick_old:198,j:66
tick_old:201,j:67
tick_old:204,j:68
tick_old:207,j:69
tick_old:210,j:70
tick_old:213,j:71
tick_old:216,j:72
tick_old:219,j:73
tick_old:222,j:74
tick_old:225,j:75
tick_old:228,j:76
tick_old:231,j:77
tick_old:234,j:78
tick_old:237,j:79
tick_old:240,j:80
tick_old:243,j:81
tick_old:246,j:82
tick_old:249,j:83
tick_old:252,j:84
tick_old:255,j:85

 

寻找规律:

 

// 刚开始
tick_old:0,j:0
// 第一次溢出
tick_old:255,j:85
tick_old:2,j:86
// 第二次溢出
tick_old:254,j:170
tick_old:1,j:171
// 第三次溢出
tick_old:253,j:255
tick_old:0,j:256
// 第四次溢出
tick_old:255,j:341
tick_old:2,j:342
// 第五次溢出
tick_old:254,j:426
tick_old:1,j:427
// 第六次溢出
tick_old:253,j:511
tick_old:0,j:512
...

 

通过观察可以发现等待的时间的设定和溢出多少次后再次回到0值是有关系的, 上面设定的等待时间为3就意味着溢出三次就进入下一个循环, 同时可以看到每次触发的时间间隔都是3, 并不会因为溢出而导致出现问题.

注意: 时间间隔只有保证在49.7天内才会正常使用!

所以规避时间溢出BUG 的方法就是对时间戳做减法, 直接使用时间戳就必然需要解决时间溢出的BUG!

　审核编辑：汤梓红