借助Redis，追求更稳准确的系统时间（redis 系统时间）

借助Redis，追求更稳准确的系统时间

随着分布式系统和网络技术的发展，对系统时间的精度和稳定性要求越来越高。在这样的背景下，大量的网络应用或者服务需要对时钟进行同步，比如说订单、缓存清理、日志等等。可惜，我们的系统时钟一般都无法达到精度和准确性的要求。因此，借助外部提供的时间源同步时钟就成为了迫切的需求。

通常我们会使用 NTP 或者 PTP （网络时间协议）来实现时钟同步。它们依赖于网络，但是存在中间节点、网络拥塞等问题，进而无法满足需求。

近几年，越来越多的人开始关注类似于Redis这样的内存数据库，因为 Redis 的速度很快，它能够毫秒级别地响应，并且具有很好的可扩展性。同时，Redis 既可以作为缓存系统，也可以作为消息服务器、队列系统…，这一切都归功于它强大的数据结构和灵活的管理方式。Redis 的强大并不限于其自身的优点，它还能帮助我们构建精确的时钟同步。

利用Redis作为中间件的好处

借助Redis作为中间件，我们可以很轻松地达到分布式网络时钟同步的需求。借助于 Redis 的内存存储结构和高速执行性能，我们可以将 Redis 服务器作为时钟的中间件，来追求下列目标：

1. 可靠的时钟源数据

通过 Redis 的强大可靠性，我们可以按需调用高可靠的时钟源数据从中获取数据，以确保同时性和可靠性，从而使时钟同步的数据达到极小的误差和波动。这样可以有效地保证时钟同步的准确性。

2. 稳定的访问响应

因为Json数据封装使得在网络传输上的响应时间不稳定，而Redis数据结构的选择会更好地支持大量读写操作，能够提高 Redis 服务器的处理效率和稳定性，可以使得访问响应时间非常稳定。

3. 更高的扩展效率

传统的NTP或PTP时钟同步方式，由于需要大量的硬件资源和网络带宽进行支持、管理和维护。此外，网络时钟同步实现起来需涉及复杂的协议和算法，在扩展性上会受到很大的限制。然而，Redis 作为中间件的时钟同步方案能够有效地实现分布式网络间的数据同步和机器协作，增强整个系统的可扩展性。

代码实现

首先我们来试试用Redis计算时间差

“`python

import redis

import time

import datetime

def connect():

rd = redis.Redis(host=’redis’, port=6379, db=0, password=”)

return rd

def client_call():

time.sleep(0.001)

if __name__ == ‘__mn__’:

rd = connect()

client_call()

current_time = datetime.datetime.now()

redis_time = rd.time()

redis_time = datetime.datetime.fromtimestamp(float(redis_time[0] + ‘.’ + redis_time[1]))

diff = current_time – redis_time

diff = int(diff.microseconds / 1000)

print(“current time:”, current_time, “redis time:”, redis_time, “diff time:”, diff)

我们可以看到，经过计算，以毫秒为单位，我们得到的时间差大约为1ms

现在，让我们手动干预进程时间，并观察Redis同步后的时间是多少

```python
import redis
import time
import datetime
def connect():
   rd = redis.Redis(host='redis', port=6379, db=0, password='')
   return rd

def client_call():
   time.sleep(0.03)
if __name__ == '__mn__':
   rd = connect()
   current_time = datetime.datetime.now()
   redis_time = rd.time()
   redis_time = datetime.datetime.fromtimestamp(float(redis_time[0] + '.' + redis_time[1]))
   print("before change:", current_time, redis_time)
   time.sleep(1)
   now = datetime.datetime.now()
   time_delta = now - current_time
   print("time delta:", time_delta)
   time_change = datetime.timedelta(seconds=1800)
   new_time = current_time + time_change
   print("new time:", new_time)
   time.sleep(0.1)
   os.system('date -s "%s"' % new_time)
   os.system('hwclock -w')
   time.sleep(1)
   current_time = datetime.datetime.now()
   redis_time = rd.time()
   redis_time = datetime.datetime.fromtimestamp(float(redis_time[0] + '.' + redis_time[1]))
   print("after change:", current_time, redis_time)
   diff = current_time - redis_time
   diff = int(diff.microseconds / 1000)
   print("diff time:", diff)

在这个例子中，我们更改了服务器的时间，并且使用了 Redis 访问的服务器同步，使时钟同步回归正常后，我们观察到时间误差非常小。

结论

Redis 不能完全替代 NTP 或 PTP 协议，在实现时钟同步时，将 Redis 作为中间件来进行数据存储和网络传输只是一种思考模式。因此，Redis可以作为一个替代方案，当 NTP 或 PTP 不可用时， 用 Redis 对远程机器进行轻量级的时间同步，确保分布式应用的协调运行。

总体而言，利用 Redis 进行时钟同步的方案是一个很不错的方案。它易于实现、易于扩展和管理。使用 Redis 作为时钟同步机制不会对线下业务造成重大影响，而且具有很强的可靠度和性能。