JVM源码分析之System.currentTimeMillis及nanoTime原理详解 PerfMa

本文来自PerfMa技术社区：club.perfma.com

PerfMa(笨马网络)官网：www.perfma.com

概述

上周有同事问了我一个现象很诡异的问题，说JDK7和JDK8下的System.nanoTime()输出彻底不同，并且差距还很是大，是否是两个版本里的实现不同，以前我也没注意过这个细节，以为很是奇怪，因而本身也在本地mac机器上立刻测试了一下，获得以下输出：

还真不同，因而我再到linux下跑了一把，发现两个版本下的值基本上差很少的，也就是主要是mac下的实现可能不同

因而我又调用System.currentTimeMillis()，发现其输出结果和System.nanoTime()也彻底不是1000000倍的比例

另外System.nanoTime()输出的究竟是什么东西，这个数字好奇怪

这三个小细节平时没有留意，好奇心做祟，因而立刻想一查究竟

再列下主要想理清楚的三个问题

• 在mac下发现System.nanoTime()在JDK7和JDK8下输出的值怎么彻底不同

• System.nanoTime()的值很奇怪，到底是怎么算出来的

• System.currentTimeMillis()为什么不是System.nanoTime()的1000000倍

MAC不一样JDK版本下nanoTime实现异同

在mac下，首先看JDK7的nanoTime实现

再来看JDK8下的实现

果真发现JDK8下多了一个__APPLE__宏下定义的实现，和JDK7及以前的版本的实现是不同的，不过其余BSD系统是同样的，只是macos有点不同，由于平时我们主要使用的环境仍是Linux为主，所以对于macos下具体异同就不作过多解释了，有兴趣的本身去研究一下。

Linux下nanoTime的实现

在linux下JDK7和JDK8的实现都是同样的

而Linux::supports_monotonic_clock决定了走哪一个具体的分支

_clock_gettime的定义在

说白了，其实就是看librt.so.1或者librt.so中是否认义了clock_gettime函数，若是定义了，就直接调用这个函数来获取时间，注意下上面的传给clock_gettime的一个参数是CLOCK_MONOTONIC，至于这个参数的做用后面会说，这个函数在glibc中有定义

而对应的宏SYSDEP_GETTIME定义以下：

最终是调用的clock_gettime系统调用：

而咱们JVM里取纳秒数时传入的是CLOCK_MONOTONIC这个参数，所以会调用以下的方法

上面的wall_to_monotonic的tv_sec以及tv_nsec都是负数，在系统启动初始化的时候设置，记录了启动的时间

所以nanoTime其实算出来的是一个相对的时间，相对于系统启动的时候的时间

Java里currentTimeMillis的实现

咱们其实能够写一个简单的例子从侧面来验证currentTimeMillis返回的究竟是什么值

你将看到输出结果会是两个同样的值，这说明了什么？咱们上一篇文章里已经提到了new Date(0).getTime()实际上是就是1970/01/01 08:00:00,而new Date().getTime()是返回的当前时间，两个日期一减，其实就是当前时间距离1970/01/01 08:00:00有多少毫秒，而System.currentTimeMillis()返回的正好是这个值，也就是说System.currentTimeMillis()就是返回的当前时间距离1970/01/01 08:00:00的毫秒数。

就实现上来讲，currentTimeMillis实际上是经过gettimeofday来实现的

至此应该你们也清楚了，为何currentTimeMillis返回的值并非nanoTime返回的值的1000000倍左右了，由于两个值的参照不同，因此没有可比性

推荐阅读

世界最优秀的分布式文件系统架构演进之路

一次百万长链接压测 Nginx OOM 的问题排查分析