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gettimeofday를 대체하는 clock_gettime 함수

gettimeofday는 유닉스, 리눅스 시스템 프로그래밍에서 시간을 구할 때 쓰던 함수이다. 마이크로초(백만분의 1초)단위로 구할 수 있는 기능을 가지고 있어서 많이 사용되는 함수이다.

그러나 앞으로는 gettimeofday는 사용하지 말아야할 함수가 되었다. 왜냐하면 gettimeofday는 2008년도 유닉스 표준인 SUSv4-2008에서 앞으로 제거될 구식(obsolescent) 함수로 지정했기 때문이다. 

물론 하위 호환성을 위해서 gettimeofday 함수는 계속 제공될 것이다. 하지만 기본 시스템 라이브러리에서는 제거되고, 구식 라이브러리를 따로 포함해야 사용할 수 있게 될지도 모르기 때문에 차후에는 gettimeofday는 쓰지 않는 편이 좋다. 참고로 지금까지의 표준안의 행보로 봤을 때 obsolescent 함수로 지정되면 약 10여년의 유예를 거치는 것 같다. 따라서 지금 당장부터 쓰지 말아야 하는 것은 아니다. 물론 기능적인 문제가 생길 수 있는 곳에서는 당장 교체해야 한다. (gettimeofday의 문제점은 아래 monotonic clock의 필요성을 보면 되겠다.)

대신에 새로운 함수인 clock_gettime을 사용하면 된다.

그러면 새로운 함수인 clock_gettime의 프로토 타입부터 살펴보자. 비교를 위해 과거 gettimeofday 도 같이 적어두었다.

#include <time.h>
int clock_gettime(clockid_t clock_id, struct timespec *tp);
    struct timespec {
            time_t   tv_sec;        /* seconds */
            long     tv_nsec;       /* nanoseconds */
    };
--------------------------------------------------------------
#include <sys/time.h>
int gettimeofday(struct timeval *restrict tp, void *restrict tzp);
    struct timeval {
            time_t      tv_sec;     /* seconds */
            suseconds_t tv_usec;    /* microseconds */
    };

먼저 clock_gettime은 시간 관련 구조체가 struct timespec으로 바뀌었는데 나노초까지 지정할 수 있다. 물론 모든 시스템이 나노초까지 정밀한 시계를 제공하는 것은 아니다. 각 시스템 시계의 정밀도는 clock_getres로 확인할 수 있다.

또한 clock_gettime은 멀티코어 CPU 시대에 걸맞게 쓰레드 안전(thread safety)을 만족하고 있다.

인수로 쓰이는 clockid_t 타입은 시계의 종류를 나타내는 ID로서 POSIX 시스템은 기본적으로 2가지 타입(CLOCK_REALTIME, CLOCK_MONOTONIC)의 시계를 제공한다. 그리고 추가적으로 몇 개의 시계를 더 제공할 수 있다. 아래 표를 보면 몇몇 시계 ID를 정리해두었다. 그러나 실제 시스템에서는 이보다 더 많은 비표준 시계 ID를 제공하기도 한다.

여기서 CLOCK_REALTIME을 사용하면 실제 시간을 구하므로 gettimeofday의 기능과 같은 기능을 제공한다. 

CLOCK_MONOTONIC은 단조시계이므로 NTP에 의해서 시스템 시간이 바뀌더라도 영향을 받지 않는다. 따라서 (t1 - t0) 처럼 두 이벤트의 시간차이를 알고자 할 때 유용하다. 과거 gettimeofday의 경우는 NTP나 관련 기능에 의해서 시스템 시계가 보정될 때 오차가 발생하는 문제가 생길 수 있다. 따라서 최근에는 사용을 지양하도록 하는 기능이다. (이는 logging 관련 부분에서 diff. time의 정밀도가 중요할 때에도 나쁜 영향을 미칠 수 있다.)

이제 현재 시각을 버퍼에 저장하는 간단한 예제 코드를 살펴보자. 

main 함수는 생략했으니 적당히 붙여서 코딩하면 될 것이다. 화면에 출력되는 것을 보고 싶다면 printf로 buf 문자열을 출력하면 된다. 다시 말하지만 두 시간의 차(difference)를 구할 경우에는 CLOCK_MONOTONIC을 사용하도록 코딩해야 한다.

#define STR_TIME_FORMAT      "%y-%m-%d/%H:%M:%S"
char  buf[32];
size_t sz_buf = sizeof(buf);
struct timespec tspec;
struct tm   tm_now;

/* 리얼타임 시계로부터 현재 시간을 구한다. */
if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tspec) == -1) {  
    /* 에러 처리*/
}

/* timespec 구조체의 초수 필드(tv_sec)를 tm 구조체로 변환 */
localtime_r((time_t *)&tspec.tv_sec, &tm_now); 

/* 문자열로 저장 */
if (strftime(buf, sz_buf, STR_TIME_FORMAT, &tm_now) == 0) { 
    /* 에러 처리*/
}

참고로 gettimeofday 외에 usleep, getitimer, setitimer도 구식(obsolescent) 함수로 지정되어 나중에는 사라질 함수이므로 되도록이면 쓰지 않는 편이 좋다.