差分

このページの2つのバージョン間の差分を表示します。

--- softwares:nestdaq:cplusplus [2024/01/23 13:23] – [型を調べる] kobayash
+++ softwares:nestdaq:cplusplus [2024/02/02 16:19] (現在) – [std::chrono ライブラリ] kobayash
@@ 行 1: / 行 1: @@
 ===== NestDAQ C++ techniques =====
-  * NestDAQ では開発者のコーディング量低減のため、Boost ライブラリといった便利な外部ライブラリ、さらに C++11 以上で採用された便利な機能が多く使われている。そのため、それなりに新しい C++ の書き方に慣れておく必要がある。個人的には、プログラミング初学者の可読性を考慮し、CERN ROOT v5 のインタープリター程度でつかえていた機能しか普段は使っていないので、なかなか覚えるのが大変。最近は new / delete を使わず、スマートポインタとかを使わないといけないらしい。(参考: servernote.net --【C++】new/deleteを撤廃しstd::shared_ptrを使う https://www.servernote.net/article.cgi?id=cpp-std-shared-ptr )
+  * NestDAQ では開発者のコーディング量削減のため、Boost ライブラリといった便利な外部ライブラリ、さらに C++11 以上で採用された便利な機能が多く使われている。そのため、それなりに新しい C++ の書き方に慣れておく必要がある。個人的には、プログラミング初学者の可読性を考慮し、CERN ROOT v5 のインタープリター程度でつかえていた機能しか普段は使っていないので、なかなか覚えるのが大変。最近は new / delete を使わず、スマートポインタとかを使わないといけないらしい。(参考: servernote.net --【C++】new/deleteを撤廃しstd::shared_ptrを使う https://www.servernote.net/article.cgi?id=cpp-std-shared-ptr )
 ==== 検証に使ったコード ====
   * https://github.com/nobukoba/std_chrono_coding_sandbox
 ==== 型を調べる ====
-  * std::chrono ライブラリなどのライブラリを使っていると、型がよくわからなくなっていくる。ウェブで調べるのも良いが、コード中では、調べ方がいくつかあるようだ。Clang++ だと、typeid(parameter).name() として、結果を c++filt -t コマンドに渡すと、プラグラムで使われている型がどんな型かわかる。<code>
+  * std::chrono ライブラリなどのライブラリを使っていると、型がよくわからなくなっていくる。ウェブで調べるのも良いが、コード中では、調べ方がいくつかあるようだ。Clang++ だと、typeid(parameter).name() として、結果を c++filt -t コマンドに渡すと、プラグラムで使われている型がどんな型かわかる。以下、std::chrono の場合の確認用プログラム ( https://github.com/nobukoba/std_chrono_coding_sandbox/blob/f7f4b4db501db0b9b0aaab640c513e16c325d511/std_chrono_multi_platforms.cc ) を Ubuntu MATE 22.04.3 LTS で走らせた結果。<code>### Parameter definitions ###
+std::chrono::system_clock::time_point  p_time_point;
+std::chrono::system_clock::duration    p_duration;
+std::chrono::system_clock::period      p_period;
+### typeid().name() results ###
+typeid(p_time_point).name(): NSt6chrono10time_pointINS_3_V212system_clockENS_8durationIlSt5ratioILl1ELl1000000000EEEEEE
+typeid(p_duration  ).name(): NSt6chrono8durationIlSt5ratioILl1ELl1000000000EEEE
+typeid(p_period    ).name(): St5ratioILl1ELl1000000000EE
+### c++filt -t results ###
+c++filt -t typeid(p_time_point).name():
+std::chrono::time_point<std::chrono::_V2::system_clock, std::chrono::duration<long, std::ratio<1l, 1000000000l> > >
+c++filt -t typeid(p_duration).name():
+std::chrono::duration<long, std::ratio<1l, 1000000000l> >
+c++filt -t typeid(p_period).name():
+std::ratio<1l, 1000000000l>
+### system_clock::period::num and den check ###
+typeid(std::chrono::system_clock::period::num).name(): l
+typeid(std::chrono::system_clock::period::den).name(): l
+std::chrono::system_clock::period::num: 1
+std::chrono::system_clock::period::den: 1000000000
 </code>
 ==== std::chrono ライブラリ ====
   * 時間、時刻関係の標準ライブラリ。C++11 から採用された模様。Boost からマージされたんだろうか？
-  *
+  * Apple の環境だと、std::chrono::duration の period がマイクロ秒であるが、Linux では、ナノ秒になっている。これにより、nano秒単位にキャストしているコードにおいて、Linux でコンパイルが通っても、macOS で通らないことがある。
+  * 参考: Stack Overflow -- Apple clang: Why can I not create a time_point from std::chrono::nanoseconds https://stackoverflow.com/questions/65397041/apple-clang-why-can-i-not-create-a-time-point-from-stdchrononanoseconds
+  * 参考: Stack Overflow -- platform-specific std::chrono::high_resolution_clock::period::num https://stackoverflow.com/questions/47687645/platform-specific-stdchronohigh-resolution-clockperiodnum
+  * 参考: Stack Overflow -- Different behaviour of system_clock on windows and linux https://stackoverflow.com/questions/55120594/different-behaviour-of-system-clock-on-windows-and-linux
+=== std::chrono ライブラリクロックの違い ===
+  * 以下のようなコードを書く<code>
+#include <iostream>
+#include <thread>
+#include <chrono>
+int main(int argc,char *argv[]){
+  std::chrono::system_clock::time_point          system_clock_start = std::chrono::system_clock::now();
+  std::chrono::steady_clock::time_point          steady_clock_start = std::chrono::steady_clock::now();
+  std::chrono::high_resolution_clock::time_point h_reso_clock_start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
+  std::chrono::nanoseconds system_clock_start_epoch = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds> (system_clock_start.time_since_epoch());
+  std::chrono::nanoseconds steady_clock_start_epoch = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds> (steady_clock_start.time_since_epoch());
+  std::chrono::nanoseconds h_reso_clock_start_epoch = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds> (h_reso_clock_start.time_since_epoch());
+  for (int i = 0; i < 100; i++) {
+    std::chrono::system_clock::time_point          system_clock_now = std::chrono::system_clock::now();
+    std::chrono::steady_clock::time_point          steady_clock_now = std::chrono::steady_clock::now();
+    std::chrono::high_resolution_clock::time_point h_reso_clock_now = std::chrono::high_resolution_clock::now();
+    std::chrono::nanoseconds system_clock_now_epoch = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds> (system_clock_now.time_since_epoch());
+    std::chrono::nanoseconds steady_clock_now_epoch = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds> (steady_clock_now.time_since_epoch());
+    std::chrono::nanoseconds h_reso_clock_now_epoch = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds> (h_reso_clock_now.time_since_epoch());
+    std::chrono::nanoseconds system_clock_duration  = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds> (system_clock_now - system_clock_start);
+    std::chrono::nanoseconds steady_clock_duration  = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds> (steady_clock_now - steady_clock_start);
+    std::chrono::nanoseconds h_reso_clock_duration  = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds> (h_reso_clock_now - h_reso_clock_start);
+    std::time_t now = std::chrono::system_clock::to_time_t(system_clock_now);
+    std::string s(30, '\0');
+    std::strftime(&s[0], s.size(), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", std::localtime(&now));
+    std::cout << "system_clock_now: " << s << std::endl;
+    std::cout << "system_clock_now_epoch.count(): " << system_clock_now_epoch.count() << std::endl;
+    std::cout << "steady_clock_now_epoch.count(): " << steady_clock_now_epoch.count() << std::endl;
+    std::cout << "h_reso_clock_now_epoch.count(): " << h_reso_clock_now_epoch.count() << std::endl;
+    std::cout << "system_clock_duration.count(): "  << system_clock_duration.count() << std::endl;
+    std::cout << "steady_clock_duration.count(): "  << steady_clock_duration.count() << std::endl;
+    std::cout << "h_reso_clock_duration.count(): "  << h_reso_clock_duration.count() << std::endl;
+    std::cout << std::endl;
+    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
+  }
+  return 0;
+}
+</code>
+  * macOS 12.3.1 でシステムの時計をずらせるように、network の時刻同期を切る。<code>
+$ sudo systemsetup -setusingnetworktime off
+-02-02 15:09:51.126 systemsetup[23124:12338196] ### Error:-99 File:/AppleInternal/Library/BuildRoots/66382bca-8bca-11ec-aade-6613bcf0e2ee/Library/Caches/com.apple.xbs/Sources/Admin/InternetServices.m Line:379
+setUsingNetworkTime: Off
+</code>
+  * macOS 12.3.1 上でコードを実行する。<code>$ ./std_chrono_comp_clocks
+system_clock_now: 2024-02-02 15:56:02
+system_clock_now_epoch.count(): 1706856962044809000
+steady_clock_now_epoch.count(): 3446501139918415
+h_reso_clock_now_epoch.count(): 3446501139918476
+system_clock_duration.count(): 3000
+steady_clock_duration.count(): 2728
+h_reso_clock_duration.count(): 2706
+system_clock_now: 2024-02-02 15:56:03
+system_clock_now_epoch.count(): 1706856963050483000
+steady_clock_now_epoch.count(): 3446502145634015
+h_reso_clock_now_epoch.count(): 3446502145634132
+system_clock_duration.count(): 1005677000
+steady_clock_duration.count(): 1005718328
+h_reso_clock_duration.count(): 1005718362
+system_clock_now: 2024-02-02 15:56:04
+system_clock_now_epoch.count(): 1706856964055087000
+steady_clock_now_epoch.count(): 3446503150279622
+h_reso_clock_now_epoch.count(): 3446503150279705
+system_clock_duration.count(): 2010281000
+steady_clock_duration.count(): 2010363935
+h_reso_clock_duration.count(): 2010363935
+</code>
+  * コードを実行中に、別の端末で、コードの実行開始時間より前の時間にシステムの時刻を変更する。<code>
+$ sudo systemsetup -settime 15:56:00
+-02-02 15:56:00.000 systemsetup[24235:12388285] ### Error:-99 File:/AppleInternal/Library/BuildRoots/66382bca-8bca-11ec-aade-6613bcf0e2ee/Library/Caches/com.apple.xbs/Sources/Admin/InternetServices.m Line:379
+Set Time: 15:56:00
+</code>
+  * その後、テストコードの出力を見ると、system_clock_duration.count()がマイナスの値になるが、steady_cklock と high_resolustion_clockは影響されない。<code>
+system_clock_now: 2024-02-02 15:56:01
+system_clock_now_epoch.count(): 1706856961000765000
+steady_clock_now_epoch.count(): 3446504154296655
+h_reso_clock_now_epoch.count(): 3446504154296770
+system_clock_duration.count(): -1044041000
+steady_clock_duration.count(): 3014380968
+h_reso_clock_duration.count(): 3014381000
+system_clock_now: 2024-02-02 15:56:02
+system_clock_now_epoch.count(): 1706856962003841000
+steady_clock_now_epoch.count(): 3446505157415128
+h_reso_clock_now_epoch.count(): 3446505157415217
+system_clock_duration.count(): -40965000
+steady_clock_duration.count(): 4017499441
+h_reso_clock_duration.count(): 4017499447
+system_clock_now: 2024-02-02 15:56:03
+system_clock_now_epoch.count(): 1706856963007809000
+steady_clock_now_epoch.count(): 3446506161423906
+h_reso_clock_now_epoch.count(): 3446506161423991
+system_clock_duration.count(): 963003000
+steady_clock_duration.count(): 5021508219
+h_reso_clock_duration.count(): 5021508221
+</code> これをみると、std::chrono::high_resolution_clock は std::chrono::steady_clock の別名のようだ。また、Ubuntu MATE 22.03.3 LTS で実行すると、以下のようになる。<code>
+$ ./std_chrono_comp_clocks
+system_clock_now: 2024-02-02 16:18:15
+system_clock_now_epoch.count(): 1706858295484039608
+steady_clock_now_epoch.count(): 1109260620490710
+h_reso_clock_now_epoch.count(): 1706858295484039845
+system_clock_duration.count(): 1217
+steady_clock_duration.count(): 958
+h_reso_clock_duration.count(): 945
+system_clock_now: 2024-02-02 16:18:16
+system_clock_now_epoch.count(): 1706858296484348873
+steady_clock_now_epoch.count(): 1109261620800102
+h_reso_clock_now_epoch.count(): 1706858296484349263
+system_clock_duration.count(): 1000310482
+steady_clock_duration.count(): 1000310350
+h_reso_clock_duration.count(): 1000310363
+system_clock_now: 2024-02-02 16:18:17
+system_clock_now_epoch.count(): 1706858297484600085
+steady_clock_now_epoch.count(): 1109262621051266
+h_reso_clock_now_epoch.count(): 1706858297484600429
+system_clock_duration.count(): 2000561694
+steady_clock_duration.count(): 2000561514
+h_reso_clock_duration.count(): 2000561529
+...
+</code> これを見ると、std::chrono::high_resolution_clock は std::chrono::system_clock の別名のようだ。
+==== Arrow operator (->) in the function declaration ====
+  * nestdaq/plugins/TimeUtil.h と TimeUtil.cxx で以下の書き方を見た。<code>
+auto update_date(const std::chrono::system_clock::time_point &s,
+                 const std::chrono::steady_clock::time_point &t)
+-> const std::pair<std::chrono::nanoseconds, std::chrono::system_clock::time_point>;
+</code> この関数を宣言している部分の 矢印 (->) は、関数の戻り値の型を定義しているようだ。
+    * 参考: https://stackoverflow.com/questions/22514855/arrow-operator-in-function-heading
+    * 参考: https://stackoverflow.com/questions/4113365/what-does-mean-in-c/4113390#4113390