java - System.currentTimeMillis vs System.nanoTime

Question

准确性对比精确

我想知道的是在我的游戏中更新对象的位置时是否应该使用System.currentTimeMillis()或System.nanoTime() ？他们的运动变化与自上次通话以来经过的时间成正比，我希望尽可能精确。

我读过不同操作系统之间存在一些严重的时间分辨率问题（即 Mac / Linux 的分辨率几乎为 1 毫秒，而 Windows 的分辨率为 50 毫秒？？）。我主要在 Windows 上运行我的应用程序，50 毫秒的分辨率似乎非常不准确。

有比我列出的两个更好的选择吗？

有什么建议/意见吗？

score 336 · Accepted Answer

如果您只是在寻找经过时间的极其精确的测量值，请使用System.nanoTime(). System.currentTimeMillis()将为您提供自纪元以来最准确的可能经过的时间（以毫秒为单位），但System.nanoTime()相对于某个任意点为您提供纳秒精度的时间。

来自 Java 文档：

public static long nanoTime()
返回最精确的可用系统计时器的当前值，以纳秒为单位。

此方法只能用于测量经过的时间，与系统或挂钟时间的任何其他概念无关。返回的值表示自某个固定但任意的原始时间以来的纳秒（可能在将来，因此值可能为负数）。此方法提供纳秒精度，但不一定提供纳秒精度。不保证值的变化频率。由于数值溢出，超过大约 292 年（2 ^{63纳秒）的连续调用的差异将无法准确计算经过的时间。}

例如，要测量一些代码需要多长时间执行：

long startTime = System.nanoTime();    
// ... the code being measured ...    
long estimatedTime = System.nanoTime() - startTime;

另请参阅：JavaDoc System.nanoTime()和JavaDoc System.currentTimeMillis()了解更多信息。

score 110 · Accepted Answer

由于没有其他人提到这一点……</p>

System.nanoTime()比较不同 JVM 之间的调用结果是不安全的，每个 JVM 可能有一个独立的“起源”时间。

System.currentTimeMillis()将在 JVM 之间返回（近似）相同的值，因为它与系统挂钟时间相关联。

如果要计算两个事件之间经过的时间量，例如秒表，请使用nanoTime(); 系统挂钟的更改currentTimeMillis()不适合此用例。

score 59 · Accepted Answer

Arkadiy更新：我System.currentTimeMillis()在 Oracle Java 8 中观察到 Windows 7 上更正确的行为。时间以 1 毫秒的精度返回。OpenJDK 中的源代码没有改变，所以我不知道是什么导致了更好的行为。

Sun 的 David Holmes 几年前发表了一篇博客文章，其中非常详细地介绍了 Java 计时 API（特别是System.currentTimeMillis()和System.nanoTime()），您何时想要使用它们，以及它们如何在内部工作。

Hotspot VM 内部：时钟、计时器和调度事件 - 第 I 部分 - Windows

Java 在 Windows 上为具有定时等待参数的 API 使用的计时器的一个非常有趣的方面是，计时器的分辨率可以根据可能进行的其他 API 调用而改变 - 系统范围内（不仅仅是在特定进程中） . 他展示了一个示例，其中使用Thread.sleep()将导致此分辨率更改。

score 13 · Accepted Answer

正如其他人所说，currentTimeMillis 是时钟时间，它会因夏令时而改变（不是：夏令时和时区与 currentTimeMillis 无关，其余的都是真的），用户更改时间设置，闰秒和互联网时间同步。如果您的应用程序依赖于单调递增的经过时间值，您可能更喜欢 nanoTime。

您可能认为玩家在玩游戏时不会摆弄时间设置，也许您是对的。但不要低估由于互联网时间同步或远程桌面用户造成的中断。nanoTime API 不受这种破坏的影响。

如果您想使用时钟时间，但要避免由于 Internet 时间同步而导致的不连续性，您可以考虑使用诸如 Meinberg 之类的 NTP 客户端，它可以“调整”时钟频率以将其“调零”，而不仅仅是定期重置时钟。

我从个人经历说。在我开发的一个天气应用程序中，我得到了随机出现的风速峰值。我花了一段时间才意识到我的时基被典型 PC 上时钟时间的行为所打乱。当我开始使用 nanoTime 时，我所有的问题都消失了。一致性（单调性）对我的应用程序来说比原始精度或绝对精度更重要。

score 11 · Accepted Answer

System.nanoTime()较旧的 JVM 不支持。如果这是一个问题，请坚持currentTimeMillis

关于准确性，您几乎是正确的。在某些 Windows 机器currentTimeMillis()上，分辨率约为 10 毫秒（不是 50 毫秒）。我不知道为什么，但有些 Windows 机器和 Linux 机器一样准确。

我过去使用过GAGETimer并取得了一定的成功。

score 5 · Accepted Answer

是的，如果需要这种精度，请使用System.nanoTime()，但请注意，您需要 Java 5+ JVM。

在我的 XP 系统上，我看到使用以下代码报告的系统时间至少为~~100 微秒~~278纳秒：

private void test() {
    System.out.println("currentTimeMillis: "+System.currentTimeMillis());
    System.out.println("nanoTime         : "+System.nanoTime());
    System.out.println();

    testNano(false);                                                            // to sync with currentTimeMillis() timer tick
    for(int xa=0; xa<10; xa++) {
        testNano(true);
        }
    }

private void testNano(boolean shw) {
    long strMS=System.currentTimeMillis();
    long strNS=System.nanoTime();
    long curMS;
    while((curMS=System.currentTimeMillis()) == strMS) {
        if(shw) { System.out.println("Nano: "+(System.nanoTime()-strNS)); }
        }
    if(shw) { System.out.println("Nano: "+(System.nanoTime()-strNS)+", Milli: "+(curMS-strMS)); }
    }

score 4 · Accepted Answer

对于游戏图形和平滑位置更新，请使用System.nanoTime()而不是System.currentTimeMillis(). 我在游戏中从 currentTimeMillis() 切换到 nanoTime()，并在运动平滑度方面获得了重大的视觉改进。

虽然一毫秒似乎应该已经很精确，但从视觉上看却并非如此。nanoTime()可以改善的因素包括：

低于挂钟分辨率的准确像素定位
如果需要，可以在像素之间消除锯齿
Windows 挂钟不准确
时钟抖动（挂钟实际向前滴答的时间不一致）

正如其他答案所暗示的那样，如果重复调用 nanoTime 确实会产生性能成本 - 最好每帧只调用一次，并使用相同的值来计算整个帧。

score 2 · Accepted Answer

System.currentTimeMillis()对于经过的时间是不安全的，因为这种方法对系统的系统实时时钟变化很敏感。你应该使用System.nanoTime. 请参考 Java 系统帮助：

关于 nanoTime 方法：

.. 此方法提供纳秒精度，但不一定提供纳秒分辨率（即值更改的频率） - 除了分辨率至少与 currentTimeMillis() 一样好之外，不做任何保证。

如果您使用System.currentTimeMillis()经过的时间可以是负数（返回 <-- 到未来）

score 1 · Accepted Answer

我对nanotime有很好的体验。它使用 JNI 库提供两个 long 的挂钟时间（自纪元以来的秒数和该秒内的纳秒）。它适用于为 Windows 和 Linux 预编译的 JNI 部分。

score -3 · Accepted Answer

这里的一件事是 nanoTime 方法的不一致。它没有为相同的输入提供非常一致的值。currentTimeMillis 在性能和一致性方面做得更好，而且，虽然不如 nanoTime 精确，但误差范围较小，因此其值更准确。因此，我建议您使用 currentTimeMillis

java - System.currentTimeMillis vs System.nanoTime

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