class ara::core::SteadyClock

Die Klasse stellt eine monotone, gleichförmige Uhr mit Nanosekundenauflösung zur Messung von Zeiträumen und Fristen bereit, deren Zeitpunkte niemals abnehmen ([SWS_CORE_06431], [SWS_CORE_06413]). Über die statische Funktion now() erhalten Anwendungen threadsicher und ohne Ausnahmegefahr den aktuellen Zeitstempel [SWS_CORE_06432]. Durch Differenzbildung zweier Zeitpunkte lässt sich die Ausführungsdauer von Operationen robust bestimmen.

mehr ›

Kontext

Die Klasse ara::core::SteadyClock stellt in der AUTOSAR Adaptive Platform eine monotone Uhr zur präzisen Zeitmessung bereit. Ihre Hauptverantwortung besteht darin, stetig ansteigende Zeitpunkte zu liefern; Zeitpunkte dieser Uhr können bei voranschreitender physikalischer Zeit niemals abnehmen, und die Dauer zwischen den Ticks ist konstant. Über die Eigenschaft is_steady = true [SWS_CORE_06431] wird diese Invarianz garantiert.

Das Zeitmodell der Klasse ist an die C++-Standarduhr-Konzepte angelehnt und standardisiert die Maßeinheiten für Zeitintervalle und Zeitpunkte. Die Tick-Periode der Uhr ist über den Typ-Alias period als Nanosekunde definiert ([SWS_CORE_06413]: using period = std::nano). Als Repräsentationstyp für die Tick-Anzahl dient ein vorzeichenbehafteter 64-Bit-Ganzzahltyp ([SWS_CORE_06412]: using rep = std::int64_t). Auf dieser Basis bildet using duration = std::chrono::duration<rep, period> [SWS_CORE_06411] den relativen Zeitabstand ab, während using time_point = std::chrono::time_point<SteadyClock, duration> [SWS_CORE_06414] spezifische Zeitpunkte an diese Uhr bindet. Typische Interaktionspartner sind Anwendungskomponenten, die Ausführungsdauern ermitteln oder Fristen überwachen müssen.

Lebenszyklus

Die Klasse ist als final spezifiziert und enthält ausschließlich statische Schnittstellen. Interpretation: Eine Instanziierung von ara::core::SteadyClock ist für die praktische Verwendung weder vorgesehen noch erforderlich, da die Klasse als statischer Namensraum und Typ-Identifikator für time_point dient. Frage Q-08b479dc497c8f74 (offen) Es gibt keine Zustandsübergänge, Initialisierungsphasen oder Zerstörungsroutinen.

Für den gleichzeitigen Zugriff aus mehreren Threads ist die zentrale Abfragefunktion now() ausdrücklich als threadsicher (thread-safe) spezifiziert [SWS_CORE_06432]. Mehrere Threads können daher nebenläufig und ohne zusätzliche externe Synchronisation Zeitstempel erfassen.

Nutzungspfad

Ein typischer Nutzungspfad von ara::core::SteadyClock ist die Messung der Ausführungsdauer eines Programmabschnitts. Zu Beginn fragt der Aufrufer über die statische Methode ara::core::SteadyClock::now() [SWS_CORE_06432] den aktuellen Zeitstempel ab, wodurch ein Objekt des Typs time_point [SWS_CORE_06414] zurückgegeben wird. Anschließend führt die Anwendung die vorgesehene Operation aus. Nach deren Beendigung erfolgt ein erneuter Aufruf von now() [SWS_CORE_06432]. Durch Subtraktion des Startzeitpunkts vom Endzeitpunkt berechnet die Anwendung die verstrichene Dauer als duration [SWS_CORE_06411]. Da is_steady garantiert, dass die Uhr niemals rückwärts läuft [SWS_CORE_06431], ist das Ergebnis bei voranschreitender physikalischer Zeit stets monoton und verlässlich.

Sequenzdiagramm: Typischer Ablauf einer Dauermessung durch Ermittlung zweier Zeitpunkte. Quellen: [SWS_CORE_06432], [SWS_CORE_06411], [SWS_CORE_06414]

Fehlerszenarien

Die Schnittstelle von ara::core::SteadyClock sieht keine Fehlercodes oder Fehlerzustände vor. Die Funktion now() ist als noexcept deklariert und besitzt die Eigenschaft ausnahmesicher (exception safe) [SWS_CORE_06432]. Ein Aufruf von now() schlägt unter keinen regulären Betriebsbedingungen fehl und liefert garantiert einen gültigen Wert vom Typ time_point [SWS_CORE_06414] zurück.

Interpretation: Ein theoretischer Werteüberlauf des Zählers rep [SWS_CORE_06412] dürfte in realen Systemen aufgrund des 64-Bit-Wertebereichs bei Nanosekundenticks rechnerisch erst nach mehreren Jahrhunderten Betriebszeit eintreten und stellt somit kein praktisches Fehlerrisiko dar. Frage Q-9ce575da867b8203 (offen)