classe ara::core::SteadyClock

A classe disponibiliza um relógio monótono e uniforme com resolução de nanossegundos para a medição de períodos de tempo e prazos, cujos pontos no tempo nunca diminuem ([SWS_CORE_06431], [SWS_CORE_06413]). Através da função estática now(), as aplicações obtêm o timestamp atual de forma thread-safe e sem risco de exceções [SWS_CORE_06432]. Ao calcular a diferença entre dois pontos no tempo, é possível determinar de forma robusta a duração de execução de operações.

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Contexto

A classe ara::core::SteadyClock disponibiliza um relógio monótono para a medição precisa do tempo na AUTOSAR Adaptive Platform. A sua responsabilidade principal consiste em fornecer pontos no tempo em crescimento constante; os pontos no tempo deste relógio nunca podem diminuir à medida que o tempo físico avança, e a duração entre os ticks é constante. Esta invariância é garantida através da propriedade is_steady = true [SWS_CORE_06431].

O modelo temporal da classe baseia-se nos conceitos de relógio padrão de C++ e uniformiza as unidades de medida para intervalos de tempo e pontos no tempo. O período de tick do relógio está definido como nanossegundo através do alias de tipo period ([SWS_CORE_06413]: using period = std::nano). É utilizado um tipo de inteiro com sinal de 64 bits como tipo de representação para o número de ticks ([SWS_CORE_06412]: using rep = std::int64_t). Com base nisto, using duration = std::chrono::duration<rep, period> [SWS_CORE_06411] mapeia a distância temporal relativa, enquanto using time_point = std::chrono::time_point<SteadyClock, duration> [SWS_CORE_06414] vincula pontos no tempo específicos a este relógio. Os parceiros de interação típicos são componentes da aplicação que necessitam de determinar durações de execução ou monitorizar prazos.

Ciclo de vida

A classe está especificada como final e contém exclusivamente interfaces estáticas. Interpretação: a instanciação de ara::core::SteadyClock não está prevista nem é necessária para a utilização prática, dado que a classe serve como namespace estático e identificador de tipo para time_point. Pergunta Q-08b479dc497c8f74 (aberta) Não existem transições de estado, fases de inicialização ou rotinas de destruição.

Para o acesso simultâneo a partir de múltiplas threads, a função de consulta central now() está expressamente especificada como thread-safe [SWS_CORE_06432]. Deste modo, múltiplas threads podem registar timestamps concorrentemente e sem sincronização externa adicional.

Caminho de utilização

Um percurso de utilização típico de ara::core::SteadyClock é a medição da duração de execução de uma secção de programa. No início, o chamador consulta o timestamp atual através do método estático ara::core::SteadyClock::now() [SWS_CORE_06432], retornando um objeto do tipo time_point [SWS_CORE_06414]. Em seguida, a aplicação executa a operação planeada. Após a sua conclusão, é efetuada uma nova chamada a now() [SWS_CORE_06432]. Ao subtrair o ponto no tempo inicial do ponto no tempo final, a aplicação calcula a duração decorrida como duration [SWS_CORE_06411]. Como is_steady garante que o relógio nunca anda para trás [SWS_CORE_06431], o resultado é sempre monótono e fiável à medida que o tempo físico avança.

Diagrama de sequência: fluxo típico de uma medição de duração através da determinação de dois pontos no tempo. Fontes: [SWS_CORE_06432], [SWS_CORE_06411], [SWS_CORE_06414]

Cenários de erro

A interface de ara::core::SteadyClock não prevê códigos de erro nem estados de erro. A função now() está declarada como noexcept e possui a propriedade de segurança para exceções (exception safe) [SWS_CORE_06432]. Uma chamada a now() não falha sob quaisquer condições normais de funcionamento e retorna garantidamente um valor válido do tipo time_point [SWS_CORE_06414].

Interpretação: Um overflow teórico de valores do contador rep [SWS_CORE_06412] deverá ocorrer em sistemas reais, em termos de cálculo, apenas após vários séculos de tempo de operação, devido ao intervalo de valores de 64 bits com ticks em nanossegundos, não representando assim qualquer risco prático de erro. Pergunta Q-9ce575da867b8203 (aberta)