Python 中 time模块 time.time() 是不是系统调用

事情是这样的，最近公司自己定义了一个api规范，其中有一部分是请求时候用时间戳做 md5摘要。 然后我看到领导在文档中说 python 的 time.time() 是系统系统调用，调用的消耗太大，md5摘要中不用时间戳，而是用其他的字段。 于是我就不太相信这个说法。

线上的环境一般是 CentOS6.7 , CentOS 7, Python 的版本 2.6（惭愧），2.7。

下面的测试环境是 Centos6.7, Python2.6，我先来自己测测，然后在google吧。

两个问题
* 我们的环境中 time.time() 是否有系统调用？
* 这个函数的 cost 大到了无法承受的地步吗？

原文地址 http://blog.csdn.net/orangleliu/article/details/74892564

测试一

先写个简单的测试脚本吧, timetest.py

# coding:utf-8
import time

for i in xrange(10000000):
    time.time()

我们知道 linux 中time 命令可以显示出来 系统态和内核态使用的时间，先用 time 命令测下。

> time python timetest.py

real    0m1.793s
user    0m1.790s
sys    0m0.002s

结果叫人失望， 看起来 内核态没有多少时间，貌似不是个系统调用。

测试二

linux上有个使用的 工具叫做 perf，可以统计cpu使用时间。

> perf record -F 99 python timetest.py
[ perf record: Woken up 1 times to write data ]
[ perf record: Captured and wrote 0.017 MB perf.data (~730 samples) ]

> perf report

看看结果

28.84%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] PyEval_EvalFrameEx
   9.43%  python  [kernel.kallsyms]    [.] vread_tsc
   8.32%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] PyDict_GetItem
   5.72%  python  [kernel.kallsyms]    [k] __wake_up_bit
   4.44%  python  [vdso]               [.] __vdso_gettimeofday
   3.88%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] _PyType_Lookup
   3.33%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] PyObject_GenericGetAttr
   2.22%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] 0x00000000000795a9
   1.66%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] 0x00000000000795b0
   1.66%  python  [vdso]               [.] 0x000000000000082a
   1.66%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] PyDict_SetItem
   1.66%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] 0x00000000000796f0
   1.11%  python  timemodule.so        [.] 0x0000000000001e2a
   1.11%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] 0x00000000000796f8
   1.11%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] 0x00000000000795fd
   1.11%  python  [vdso]               [.] 0x0000000000000873
   1.11%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] 0x0000000000079605
   1.11%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] 0x000000000007823c
   1.11%  python  [vdso]               [.] 0x00000000000007e4
   1.11%  python  timemodule.so        [.] 0x0000000000001f13
   1.11%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] PyObject_GetAttr@plt
   1.11%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] _PyType_Lookup@plt
   1.11%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] PyInt_FromLong
   0.55%  python  libpython2.6.so.1.0  [.] PyFloat_FromDouble
   0.55%  python  [vdso]               [.] 0x000000000000081f
....
   0.55%  python  timemodule.so        [.] 0x0000000000001e32
....
   0.55%  python  timemodule.so        [.] gettimeofday@plt

可以看到主要的开销，并不在 timemodule 啊。

思考

从上面的测试来看 ，这个函数的调用开销没想象中的那么大，看起来也不像是个系统调用。

开始找资料，首先是源码 python2.7 timemodule

static double
floattime(void)
{
    /* There are three ways to get the time:
      (1) gettimeofday() -- resolution in microseconds
      (2) ftime() -- resolution in milliseconds
      (3) time() -- resolution in seconds
      In all cases the return value is a float in seconds.
      Since on some systems (e.g. SCO ODT 3.0) gettimeofday() may
      fail, so we fall back on ftime() or time().
      Note: clock resolution does not imply clock accuracy! */
#ifdef HAVE_GETTIMEOFDAY
    {
        struct timeval t;
#ifdef GETTIMEOFDAY_NO_TZ
        if (gettimeofday(&t) == 0)
            return (double)t.tv_sec + t.tv_usec*0.000001;
#else /* !GETTIMEOFDAY_NO_TZ */
        if (gettimeofday(&t, (struct timezone *)NULL) == 0)
            return (double)t.tv_sec + t.tv_usec*0.000001;
#endif /* !GETTIMEOFDAY_NO_TZ */
    }

#endif /* !HAVE_GETTIMEOFDAY */
    {
#if defined(HAVE_FTIME)
        struct timeb t;
        ftime(&t);
        return (double)t.time + (double)t.millitm * (double)0.001;
#else /* !HAVE_FTIME */
        time_t secs;
        time(&secs);
        return (double)secs;
#endif /* !HAVE_FTIME */
    }
}

既然这里提到了 gettimeofday ，那么来看看这个调用吧。man 手册里面并未提到是系统调用

根据 Two frequently used system calls are ~77% slower on AWS EC2 ，这篇文章

#include 
#include 
#include 

int
main(int argc, char *argv[])
{
        struct timeval tv;
        int i = 0;
        for (; i<100; i++) {
                gettimeofday(&tv,NULL);
        }

        return 0;
}

编译完成用 strace 测试

> gcc -o test.exe  test.c
> strace -ce gettimeofday ./test.exe

并没发现系统调用。

最后来看看 陶辉老师的这篇文章吧 浅谈时间函数gettimeofday的成本

x86_64体系，gettimeofday是C库提供的函数（不是系统调用），它封装了内核里的sys_gettimeofday系统调用，就是说，归根到底是系统调用。

对于x86_64系统来说，这是个虚拟系统调用vsyscall！所以，这里它不用发送中断！速度很快，成本低，调用一次的成本大概不到一微秒！

好了，结果比较明显了，今天学到了点新知识，挺高兴！