详解Python获取时间和计时器

虽然秒已经够短的了，但是人类操作键盘鼠标的时间间隔却是在毫秒级（millisecond）。有的时候为了应用的需要，需要使用毫秒级的时间，甚至微秒。

在Python中获取毫秒时间，基本思路就是转换time.time()函数返回的时间浮点数，来获取当前毫秒时间。代码如下：

import time

def getMS():
    """get millisecond of now in string of length 3"""
    a = str(int(time.time()*1000)%1000)
    if len(a) == 1: return '00'+a
    if len(a) == 2: return '0'+a
    return a

def getTime():
    """get time in format HH:MM:SS:MS"""
    now = time.strftime('%H:%M:%S', time.localtime())
    return now+':'+getMS()

先import time模块。getMS函数的返回值，就是一个长度为3的毫秒时间字符串，getTime函数将这个毫秒时间与小时分钟秒合并成一个用冒号（:）分割的时间字符串。拿走不谢！

获取微秒

>>> int(time.time()*1000*1000)%1000
555
>>> int(time.time()*1000*1000)%1000
612
>>> int(time.time()*1000*1000)%1000
495
>>> int(time.time()*1000*1000)%1000
396

秒，毫秒，微秒相互之间都是10^3的关系，以上代码将时间转换成微秒代码，然后用1000去取余，就得到了当前时间的微秒值。这段代码得到的是int，请按自己需要转换成string。

获取纳秒

从python3.7开始，time模块多了一个直接得到从epoch开始的纳秒数，time.time_ns()函数:

>>> time.time_ns()
1580637675389882900
>>> time.time_ns()
1580637675666898800
>>> time.time_ns()
1580637675939914400
>>> time.time_ns()
1580637676217930300

观察上面的函数返回值，我们发现了一个细节，time.time_ns()函数得到的纳秒数，最后两位总是0！这应该时更底层的系统调用返回造成的，我后来再另一个系统上测试，就不是这样了：

>>> time.time_ns()
1685252290614100384
>>> time.time_ns()
1685252291072464503
>>> time.time_ns()
1685252291541300850
>>> time.time_ns()
1685252291999035920

自制接口

下面是我自己积累的一组时间计算函数接口，放入工具箱里，随用随取：

def getMilliS():
    """Return millisecond of now in string of length 3."""
    a = str(int(time.time()*1000)%1000)
    return a.rjust(3, '0')


def getTime():
    """Return time in format of HH:MM:SS.MS. len(MS)=3."""
    now = time.strftime('%H:%M:%S', time.localtime())
    return now + '.' + getMilliS()


def getDate():
    """Return date of today in ISO format YYYY-MM-DD."""
    return datetime.date.today().isoformat()


def getDateTime():
    """Return datetime of now in format YYYY-MM-DD HH:MM:SS.MS. len(MS)=3."""
    return getDate() + ' ' + getTime()


def valid_date(dateStr):
    """Determine if dateStr (YYYY-MM-DD) is valid."""
    datetime.date.fromisoformat(dateStr)


def getYMD(dateStr=None):
    """Return year, month, day tuple of now or from dataStr, in str type."""
    if dateStr:
        valid_date(dateStr)
    else:
        dateStr = getDate()
    return dateStr[:4], dateStr[5:7], dateStr[8:]

Python计时器

time.time函数返回系统UNIX时间，time.time_ns以纳秒的形式返回系统UNIX时间。

>>> import time
>>> time.time()
1591235079.9658196
>>> time.time()
1591235083.2702475
>>> time.time_ns()
1591235087053414000
>>> time.time_ns()
1591235089100793500

UNIX系统，以及现在Linux系统，有一个约定俗成的关于时间的定义，就是UNIX时间戳。这个时间戳的开始时点是：1970-01-01 00:00:00 UTC。很多文献中使用since epoch，即表示从1970-01-01 00:00:00这个时候开始的秒数，不考虑润秒。

Unix时间戳（Unix timestamp），或称Unix时间（Unix time）、POSIX时间（POSIX time），是一种时间表示方式，定义为从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒起至现在的总秒数。Unix时间戳不仅被使用在Unix系统、类Unix系统中，也在许多其他操作系统中被广泛采用。

计算时间间隔，不应该使用time.time()这个时间，要规避系统时间调整带来的问题！

monotonic时间是指系统启动后从0开始递增的时间，它不会因为我们调整系统时间而发生回调这种情况。

>>> time.monotonic()
13711.17540948
>>> time.monotonic()
13712.234018621
>>> time.monotonic_ns()
13717008028282
>>> time.monotonic_ns()
13719255652629

从字面上来看，monotonic time就是单调递增的时间。monotonic time从系统启动开始计时，从0开始，单调递增。系统时间不是从0开始，而且，有可能因为时间错了而回调。

在一些系统调用中，需要指定时间是用CLOCK_MONOTONIC还是CLOCK_REALTIME，CLOCK_MONOTONIC是monotonic time，而CLOCK_REALTIME是wall time。monotonic time字面意思是单调时间，实际上它指的是系统启动以后流逝的时间，这是由变量jiffies来记录的。系统每次启动时jiffies初始化为0，每来一个timer interrupt，jiffies加1，也就是说它代表系统启动后流逝的tick数。jiffies一定是单调递增的，因为时间不可逆！

这个计时器记录的是python解释器启动后经过的时间。timeit模块默认就是使用这个计时器来计算性能。

C:\Users\xinli>python
Python 3.7.3 (v3.7.3:ef4ec6ed12, Mar 25 2019, 22:22:05) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import time
>>> time.perf_counter()
5.8445583
>>> time.perf_counter()
8.9713227
>>> time.perf_counter()
11.7148052
>>> time.perf_counter_ns()
14650963900
>>> time.perf_counter_ns()
16739663700

CPU time，包括了内核态和用户态。（类似C语言中的clock()，仅在Linux下。）

详解Python获取时间和计时器

获取毫秒微秒纳秒

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获取微秒

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自制接口

Python计时器