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4.7. アプリケーションのタイムスタンプに _COARSE POSIX クロックを使用

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タイムスタンプを頻繁に実行するアプリケーションは、クロックを読み取るコストの影響を受けます。クロックの読み取りにかかるコストと時間がかかると、アプリケーションのパフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性があります。
概念としては、ドロワー内のクロックを使用して、監視される時間イベントへの概念を示します。ドロワーを開くたびに、クロックを取得し、時間を読むだけにかかる場合は、クロックの読み取りコストが高すぎるため、欠落しているイベントが発生したり、誤ってタイムスタンプのタイムスタンプが付いてしまう可能性があります。
ウイン、壁上のクロックは読み取りにより速くなり、タイムスタンプにより観察されるイベントへの干渉が少なくなります。ウォールクロックの直前には、時間読み取りを取得する方がさらに速くなります。
同様に、読み取りメカニズムの高速なハードウェアクロックを選択すると、このパフォーマンスが向上します(クロックの読み取りコストが削減)。Red Hat Enterprise Linux for Real Time では、clock_gettime() 関数とともに POSIX クロックで可能な限り低いクロック読み取りを作成することで、パフォーマンスの向上を向上できます。
POSIX クロック

POSIX クロックは、タイムソースを実装して表すための標準です。POSIX クロックは、システムの他のアプリケーションに影響を及ぼさずに、各アプリケーションで選択できます。これは、「システムタイムスタンプでのハードウェアクロックの使用」 で説明されているハードウェアクロックとは対照的です。これは、カーネルにより選択され、システム全体で実装されます。

指定された POSIX クロックの読み取りに使用される関数は clock_gettime() です。これは <time.h> で定義されています。clock_gettime() は、カーネルに、システムコールの形式で対応するものを持ちます。ユーザープロセスが clock_gettime() を呼び出す際に 、対応する C ライブラリー (glibc) が要求された操作を実行する sys_clock_gettime() システムコールを呼び出し、その結果をユーザープログラムに返します。
ただし、このコンテキストはユーザーアプリケーションからカーネルへの切り替えにはコストがかかります。このコストは非常に低くなりますが、操作が数千回繰り返し行われると、累積されたコストはアプリケーション全体のパフォーマンスに影響を及ぼす可能性があります。カーネルにコンテキストが切り替わらないように、クロックの読み取りが速くなり、CLOCK_MONOTONIC_COARSE および CLOCK_REALTIME_COARSE POSIX クロックのサポートが VDSO ライブラリー機能の形式で作成されました。
_COARSE クロックバリアントのいずれかを使用して clock_gettime() で行われる時間読み取りは、カーネルの介入を必要とせず、ユーザー空間で完全に実行されるため、パフォーマンスが大幅に向上します。クロックの時間読み取り _COARSE の解像度はミリ秒 (ミリ秒) です。つまり、1ms 未満の時間間隔は記録されません。POSIX クロックの _COARSE バリアントは、ミリ秒間のクロック解像度に対応できるすべてのアプリケーションに適しています。また、読み取りコストが高いハードウェアクロックを使用するシステムでは、より明確になります。

注記

POSIX クロックの読み取りのコストと解決を _COARSE 接頭辞のありなしで比較するには、Red Hat Enterprise Linux for Real Time Reference guide for Red Hat Enterprise Linux for Real Time を参照してください。

例4.1 clock_gettime での _COARSE クロックバリアントの使用

#include <time.h>

main()
{
	int rc;
	long i;
	struct timespec ts;

	for(i=0; i<10000000; i++) {
		rc = clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_COARSE, &ts);
	}
}
たとえば、より多くの文字列を使用して clock_gettime() の戻りコードの検証または rc 変数の値の確認を行うか、ts 構造の内容が信頼されるようにすることで、上記の例を改善できます。clock_gettime() man ページは、より信頼できるアプリケーションを作成するのに役立つより多くの情報を提供します。

重要

この clock_gettime() 関数を使用するプログラムは、gcc コマンドライン '-lrt' に追加して rt ライブラリーにリンクする必要があります。
~]$ gcc clock_timing.c -o clock_timing -lrt
関連する man ページ

詳細は、以下の man ページと書籍は本セクションに記載の情報に関連しています。

  • clock_gettime()
  • Linux System Programming』 by Robert Love
  • Understanding The Linux Kernel』 by Daniel P. Bovet and Marco Cesati
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