1. time時鍾時間
time模塊允許訪問多種類型的時鍾,分別用於不同的用途。標准系統調用(如time())會報告系統“牆上時鍾”時間。monotonic()時鍾可以用於測量一個長時間運行的進程的耗用時間(elapsed time),因為即使系統時間有改變,也能保證這個時鍾不會逆轉。對於性能測試,perf_counter()允許訪問有最高可用分辨率的時鍾,這使得短時間測量更為准確。CPU時間可以通過clock()得到,process_time()會返回處理器時間和系統時間的組合結果。
1.1 比較時鍾
時鍾的實現細節因平台而異。可以使用get_clock_info()獲得當前實現的基本信息,包括時鍾的分辨率。
import textwrap import time available_clocks = [ ('monotonic', time.monotonic), ('perf_counter', time.perf_counter), ('process_time', time.process_time), ('time', time.time), ] for clock_name, func in available_clocks: print(textwrap.dedent('''\ {name}: adjustable : {info.adjustable} implementation: {info.implementation} monotonic : {info.monotonic} resolution : {info.resolution} current : {current} ''').format( name=clock_name, info=time.get_clock_info(clock_name), current=func()) )
monotonic和perf_counter時鍾是通過相同的底層系統調用來實現的。
1.2 wall clock time
time模塊的核心函數之一是time(),它會把從“紀元”開始以來的秒數作為一個浮點值返回。
import time print('The time is:', time.time())
紀元是時間測量的起始點,對於UNIX系統這個起始時間就是1970年1月1日 0:00。盡管這個值總是一個浮點數,但具體的精度依賴於具體的平台。
浮點數表示對於存儲或比較日期很有用,但是對於生成人類刻度的表示就有些差強人意了。要記錄或打印時間,ctime()可能是更好的選擇。
import time print('The time is :', time.ctime()) later = time.time() + 15 print('15 secs from now :', time.ctime(later))
這個例子中的第二個print()調用顯示了如何使用ctime()格式化非當前的時間的另一個時間值。
1.3 單調時鍾
由於time()查看系統時鍾,並且用戶或系統服務可能改變系統時鍾來同步多個計算機上的時鍾,所以反復調用time()所產生的值可能向前和向后。試圖測量持續時間或者使用這些時間來完成計算時,這可能會導致意想不到的行為。為了避免這些情況,可以使用monotonic(),它總是返回向前的值。
import time start = time.monotonic() time.sleep(0.1) end = time.monotonic() print('start : {:>9.2f}'.format(start)) print('end : {:>9.2f}'.format(end)) print('span : {:>9.2f}'.format(end - start))
單調時鍾的起始點沒有被定義,所以返回值只是在與其他時鍾值完成計算時有用。在這個例子中,使用monotonic()來測量睡眠持續時間。
1.4 處理器時鍾的時間
time()返回的是一個牆上時鍾時間,而clock()返回處理器時鍾時間。clock()返回的值反映了程序運行時使用的實際時間。
import hashlib import time # Data to use to calculate md5 checksums data = open(__file__, 'rb').read() for i in range(5): h = hashlib.sha1() print(time.ctime(), ': {:0.3f} {:0.3f}'.format( time.time(), time.process_time())) for i in range(300000): h.update(data) cksum = h.digest()
在這個例子中,每次循環迭代時,會打印格式化的ctime()時間,以及time()和clock()返回的浮點值。
一般情況下,如果程序什么也沒有做,則處理器時鍾不會“滴答”(tick)。
import time template = '{} - {:0.2f} - {:0.2f}' print(template.format( time.ctime(), time.time(), time.process_time()) ) for i in range(3, 0, -1): print('Sleeping', i) time.sleep(i) print(template.format( time.ctime(), time.time(), time.process_time()) )
在這個例子中,循環幾乎不做什么工作,每次迭代后都會睡眠。應用睡眠時,time()值會增加,而clock()值不會增加。
調用sleep()會從事當前線程交出控制,並要求這個現場等待系統再次將其喚醒。如果程序只有一個線程,則這個函數實際上會阻塞應用,使它不做任何工作。
1.5 性能計數器
在測量性能時,高分辨率時鍾是必不可少的。要確定最好的時鍾數據源,需要有平台特定的知識,python通過perf_counter()來提供所需的這些知識。
import hashlib import time # Data to use to calculate md5 checksums data = open(__file__, 'rb').read() loop_start = time.perf_counter() for i in range(5): iter_start = time.perf_counter() h = hashlib.sha1() for i in range(300000): h.update(data) cksum = h.digest() now = time.perf_counter() loop_elapsed = now - loop_start iter_elapsed = now - iter_start print(time.ctime(), ': {:0.3f} {:0.3f}'.format( iter_elapsed, loop_elapsed))
類似於monotonic(),perf_counter()的紀元未定義,所以返回值值用於比較和計算值,而不作為絕對時間。
1.6 時間組成
有些情況下需要把時間存儲為過去了多少秒(秒數),但是另外一些情況下,程序需要訪問一個日期的各個字段(例如,年和月)。time模塊定義了struct_time來保存日期和時間值,其中分解了各個組成部分以便於訪問。很多函數都要處理struct_time值不是浮點值。
import time def show_struct(s): print(' tm_year :', s.tm_year) print(' tm_mon :', s.tm_mon) print(' tm_mday :', s.tm_mday) print(' tm_hour :', s.tm_hour) print(' tm_min :', s.tm_min) print(' tm_sec :', s.tm_sec) print(' tm_wday :', s.tm_wday) print(' tm_yday :', s.tm_yday) print(' tm_isdst:', s.tm_isdst) print('gmtime:') show_struct(time.gmtime()) print('\nlocaltime:') show_struct(time.localtime()) print('\nmktime:', time.mktime(time.localtime()))
gmtime()函數以UTC格式返回當前時間。localtime()會返回應用了當前時區的當前時間。mktime()取一個struct_time實例,將它轉換為浮點數表示。
1.7 解析和格式化時間
函數strptime()和strftime()可以在時間值的struct_time表示和字符串表示之間轉換。這兩個函數支持大量格式化指令,允許不同方式的輸入和輸出。
下面的這個例子將當前時間從字符串轉換為struct_time實例,然后再轉換回字符串。
import time def show_struct(s): print(' tm_year :', s.tm_year) print(' tm_mon :', s.tm_mon) print(' tm_mday :', s.tm_mday) print(' tm_hour :', s.tm_hour) print(' tm_min :', s.tm_min) print(' tm_sec :', s.tm_sec) print(' tm_wday :', s.tm_wday) print(' tm_yday :', s.tm_yday) print(' tm_isdst:', s.tm_isdst) now = time.ctime(1483391847.433716) print('Now:', now) parsed = time.strptime(now) print('\nParsed:') show_struct(parsed) print('\nFormatted:', time.strftime("%a %b %d %H:%M:%S %Y", parsed))
輸出字符串與輸入字符串並不完全相同,因為日期前面加了一個前綴0(由“2”變為"02")。