为何Windows下steady_clock::now().time_since_epoch().count()返回重启后时长？

测试代码 #

#include <chrono>
#include <iostream>

int main(void)
{
    const auto p1 = std::chrono::system_clock::now();
    const auto p2 = std::chrono::steady_clock::now();

    std::cout << "system_clock seconds since epoch: "
        << std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(
            p1.time_since_epoch()).count()
        << '\n';

    std::cout << "steady_clock seconds since epoch: "
        << std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(
            p2.time_since_epoch()).count()
        << '\n';

    return 0;
}

运行输出 #

system_clock seconds since epoch: 1690157550
steady_clock seconds since epoch: 434342

原因解释 #

这是因为C++标准对steady_clock的定义仅要求它是单调递增的时钟（不会因系统时间调整而回退），并未强制规定其time_since_epoch()必须返回自Unix纪元（1970-01-01 00:00:00 UTC）起的时长。

在Windows平台上，steady_clock底层基于QueryPerformanceCounter（QPC）实现，这个计数器的起始点是系统启动后的某个基准时间，所以调用time_since_epoch()得到的是系统重启后的运行时长，而非自纪元以来的时间。

而system_clock的设计目标就是关联系统实时时间，因此它的time_since_epoch()才会返回符合预期的纪元时间，但代价是它可能会因系统时间调整（如NTP同步、手动修改时间）出现跳变。

替代方案 #

如果需要兼具单调性和纪元时间的特性，可以在程序启动时记录两者的差值：

#include <chrono>
#include <iostream>

int main(void)
{
    const auto sys_start = std::chrono::system_clock::now();
    const auto steady_start = std::chrono::steady_clock::now();

    // 后续任意时刻
    const auto current_steady = std::chrono::steady_clock::now();
    const auto elapsed_steady = current_steady - steady_start;
    const auto current_sys = sys_start + elapsed_steady;

    std::cout << "Monotonic epoch time in seconds: "
        << std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(
            current_sys.time_since_epoch()).count()
        << '\n';

    return 0;
}

这样计算出的时间既保留了steady_clock的单调性，又能得到与纪元时间对齐的结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dmedine