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時間測量 ​

Kotlin 標準函式庫提供您以不同單位計算和測量時間的工具。 精確的時間測量對於以下活動很重要：

  • 管理執行緒或處理程序
  • 收集統計資料
  • 偵測逾時
  • 除錯

依預設，時間是使用單調時間源 (monotonic time source) 進行測量，但也可以配置其他時間源。 有關更多資訊，請參閱 建立時間源。

計算 Duration ​

為表示一段時間量，標準函式庫具有 Duration 類別。一個 Duration 可以用來自 DurationUnit 列舉類別的以下單位來表示：

  • NANOSECONDS
  • MICROSECONDS
  • MILLISECONDS
  • SECONDS
  • MINUTES
  • HOURS
  • DAYS

一個 Duration 可以是正數、負數、零、正無限大或負無限大。

建立 Duration ​

要建立一個 Duration，請使用適用於 Int、Long 和 Double 類型的延伸屬性 (extension properties)：nanoseconds、microseconds、milliseconds、seconds、minutes、hours 和 days。

天數指的是 24 小時的時段。它們並非日曆天數。

例如：

kotlin
import kotlin.time.*
import kotlin.time.Duration.Companion.nanoseconds
import kotlin.time.Duration.Companion.milliseconds
import kotlin.time.Duration.Companion.seconds
import kotlin.time.Duration.Companion.minutes
import kotlin.time.Duration.Companion.days

fun main() {
    val fiveHundredMilliseconds: Duration = 500.milliseconds
    val zeroSeconds: Duration = 0.seconds
    val tenMinutes: Duration = 10.minutes
    val negativeNanosecond: Duration = (-1).nanoseconds
    val infiniteDays: Duration = Double.POSITIVE_INFINITY.days
    val negativeInfiniteDays: Duration = Double.NEGATIVE_INFINITY.days

    println(fiveHundredMilliseconds) // 500ms
    println(zeroSeconds)             // 0s
    println(tenMinutes)              // 10m
    println(negativeNanosecond)      // -1ns
    println(infiniteDays)            // Infinity
    println(negativeInfiniteDays)    // -Infinity
}

您也可以對 Duration 物件執行基本算術運算：

kotlin
import kotlin.time.*
import kotlin.time.Duration.Companion.seconds

fun main() {
    val fiveSeconds: Duration = 5.seconds
    val thirtySeconds: Duration = 30.seconds

    println(fiveSeconds + thirtySeconds)
    // 35s
    println(thirtySeconds - fiveSeconds)
    // 25s
    println(fiveSeconds * 2)
    // 10s
    println(thirtySeconds / 2)
    // 15s
    println(thirtySeconds / fiveSeconds)
    // 6.0
    println(-thirtySeconds)
    // -30s
    println((-thirtySeconds).absoluteValue)
    // 30s
}

取得字串表示形式 ​

擁有 Duration 的字串表示形式可能很有用，以便您可以列印、序列化、傳輸或儲存它。

要取得字串表示形式，請使用 .toString() 函式。依預設，時間會使用每個存在的單位進行報告。例如：1h 0m 45.677s 或 -(6d 5h 5m 28.284s)

要配置輸出，請將您所需的 DurationUnit 和小數位數作為函式參數，與 .toString() 函式一起使用：

kotlin
import kotlin.time.Duration
import kotlin.time.Duration.Companion.milliseconds
import kotlin.time.DurationUnit

fun main() {
    // Print in seconds with 2 decimal places
    println(5887.milliseconds.toString(DurationUnit.SECONDS, 2))
    // 5.89s
}

要取得 ISO-8601 相容的字串，請使用 toIsoString() 函式：

kotlin
import kotlin.time.Duration.Companion.seconds

fun main() {
    println(86420.seconds.toIsoString()) // PT24H0M20S
}

轉換 Duration ​

要將您的 Duration 轉換為不同的 DurationUnit，請使用以下屬性：

  • inWholeNanoseconds
  • inWholeMicroseconds
  • inWholeSeconds
  • inWholeMinutes
  • inWholeHours
  • inWholeDays

例如：

kotlin
import kotlin.time.Duration
import kotlin.time.Duration.Companion.minutes

fun main() {
    val thirtyMinutes: Duration = 30.minutes
    println(thirtyMinutes.inWholeSeconds)
    // 1800
}

或者，您可以將您所需的 DurationUnit 作為函式參數，用於以下延伸函式中：

  • .toInt()
  • .toDouble()
  • .toLong()

例如：

kotlin
import kotlin.time.Duration.Companion.seconds
import kotlin.time.DurationUnit

fun main() {
    println(270.seconds.toDouble(DurationUnit.MINUTES))
    // 4.5
}

比較 Duration ​

要檢查 Duration 物件是否相等，請使用相等運算子 (==)：

kotlin
import kotlin.time.Duration
import kotlin.time.Duration.Companion.hours
import kotlin.time.Duration.Companion.minutes

fun main() {
    val thirtyMinutes: Duration = 30.minutes
    val halfHour: Duration = 0.5.hours
    println(thirtyMinutes == halfHour)
    // true
}

要比較 Duration 物件，請使用比較運算子 (<、>)：

kotlin
import kotlin.time.Duration.Companion.microseconds
import kotlin.time.Duration.Companion.nanoseconds

fun main() {
    println(3000.microseconds < 25000.nanoseconds)
    // false
}

將 Duration 分解為組成部分 ​

要將 Duration 分解為其時間組成部分並執行進一步操作，請使用 toComponents() 函式的多載版本。將您所需的動作作為函式或 lambda 運算式，作為函式參數新增。

例如：

kotlin
import kotlin.time.Duration
import kotlin.time.Duration.Companion.minutes

fun main() {
    val thirtyMinutes: Duration = 30.minutes
    println(thirtyMinutes.toComponents { hours, minutes, _, _ -> "${hours}h:${minutes}m" })
    // 0h:30m
}

在此範例中，lambda 運算式將 hours 和 minutes 作為函式參數，並使用底線 (_) 表示未使用的 seconds 和 nanoseconds 參數。該運算式使用字串範本 (string templates) 返回一個串聯字串，以取得 hours 和 minutes 的所需輸出格式。

測量時間 ​

為追蹤時間的流逝，標準函式庫提供了工具，讓您可以輕鬆地：

  • 以您所需的時間單位測量執行某些程式碼所花費的時間。
  • 標記時間中的一個時刻。
  • 比較和減去時間中的兩個時刻。
  • 檢查自時間中特定時刻以來經過了多少時間。
  • 檢查當前時間是否已超過時間中特定時刻。

測量程式碼執行時間 ​

要測量執行一個程式碼區塊所花費的時間，請使用 measureTime 內聯函式：

kotlin
import kotlin.time.measureTime

fun main() {
    val timeTaken = measureTime {
        Thread.sleep(100)
    }
    println(timeTaken) // e.g. 103 ms
}

要測量執行程式碼區塊所花費的時間並返回該程式碼區塊的值，請使用內聯函式 measureTimedValue。

例如：

kotlin
import kotlin.time.measureTimedValue

fun main() {
    val (value, timeTaken) = measureTimedValue {
        Thread.sleep(100)
        42
    }
    println(value)     // 42
    println(timeTaken) // e.g. 103 ms
}

依預設，這兩個函式都使用單調時間源。

標記時間中的時刻 ​

要標記時間中的特定時刻，請使用 TimeSource 介面和 markNow() 函式來建立一個 TimeMark：

kotlin
import kotlin.time.*

fun main() {
   val timeSource = TimeSource.Monotonic
   val mark = timeSource.markNow()
}

測量時間差異 ​

要測量來自相同時間源的 TimeMark 物件之間的差異，請使用減法運算子 (-)。

要比較來自相同時間源的 TimeMark 物件，請使用比較運算子 (<、>)。

例如：

kotlin
import kotlin.time.*

fun main() {
   val timeSource = TimeSource.Monotonic
   val mark1 = timeSource.markNow()
   Thread.sleep(500) // Sleep 0.5 seconds.
   val mark2 = timeSource.markNow()

   repeat(4) { n ->
       val mark3 = timeSource.markNow()
       val elapsed1 = mark3 - mark1
       val elapsed2 = mark3 - mark2

       println("Measurement 1.${n + 1}: elapsed1=$elapsed1, elapsed2=$elapsed2, diff=${elapsed1 - elapsed2}")
   }
   
   println(mark2 > mark1) // 這是 true，因為 mark2 是在 mark1 之後捕獲的。
   // true
}

要檢查截止日期是否已過或是否已達到逾時，請使用 hasPassedNow() 和 hasNotPassedNow() 延伸函式：

kotlin
import kotlin.time.*
import kotlin.time.Duration.Companion.seconds

fun main() {
   val timeSource = TimeSource.Monotonic
   val mark1 = timeSource.markNow()
   val fiveSeconds: Duration = 5.seconds
   val mark2 = mark1 + fiveSeconds

   // It hasn't been 5 seconds yet
   println(mark2.hasPassedNow())
   // false
  
   // Wait six seconds
   Thread.sleep(6000)
   println(mark2.hasPassedNow())
   // true

}

時間源 ​

依預設，時間是使用單調時間源進行測量。單調時間源只會向前推進，並且不受時區等變化的影響。單調時間的替代方案是經過的即時時間 (elapsed real time)，也稱為掛鐘時間 (wall-clock time)。經過的即時時間是相對於時間中的另一個點進行測量。

各平台預設的時間源 ​

此表格解釋了每個平台單調時間的預設來源：

PlatformSource
Kotlin/JVMSystem.nanoTime()
Kotlin/JS (Node.js)process.hrtime()
Kotlin/JS (browser)window.performance.now() or Date.now()
Kotlin/Nativestd::chrono::high_resolution_clock or std::chrono::steady_clock

建立時間源 ​

在某些情況下，您可能希望使用不同的時間源。例如，在 Android 中，System.nanoTime() 只在裝置啟用時計算時間。當裝置進入深度睡眠時，它會失去時間追蹤。為在裝置深度睡眠時保持時間追蹤，您可以建立一個使用 SystemClock.elapsedRealtimeNanos() 的時間源：

kotlin
object RealtimeMonotonicTimeSource : AbstractLongTimeSource(DurationUnit.NANOSECONDS) {
    override fun read(): Long = SystemClock.elapsedRealtimeNanos()
}

然後您可以使用您的時間源來進行時間測量：

kotlin
fun main() {
    val elapsed: Duration = RealtimeMonotonicTimeSource.measureTime {
        Thread.sleep(100)
    }
    println(elapsed) // e.g. 103 ms
}

有關 kotlin.time 套件的更多資訊，請參閱我們的標準函式庫 API 參考。

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