客户端实现准确的服务器时间同步 [转]

一、问题描述

需要解决的问题很简单，就是如何在页面上比较准确的显示服务器时间。目前比较常用的方法就是根据基准时间使用setTimeout或 setInterval来计算最新的时间，这样的问题在于setTimeout与setInterval的时间精度比较低，经测试一分钟大概能相差几秒 （与电脑性能以及运行的任务也相关），这样的精度在某些需求下是无法满足的。除此之外，如果要获得比较准确的时间可以定期与服务器进行校准，只是这样实现 的成本大一些。

 

本文尝试了一种改良的客户端实现时间同步的方式，具有以下的特点：

• 1. 根据基准时间进行纯客户端计算，无需服务器校准
• 2. 时间精度与客户端系统时间保持一致
• 3. 不受客户端时间与服务器时间不同步造成的影响
• 4. 不受客户端系统时间发生修改造成的影响
• 5. 不受页面前进后退造成的影响

二、具体实现

1. 为了解决原方案中的时间精度问题，这里不再使用setTimeout和setInterval来直接计算时间，而是直接使用客户端时间(CT)。不过客户 端时间很可能与服务器时间(ST)不同步，这需要在页面加载的时候计算出客户端与服务器的时间差值(ΔT)，这样只需在客户端时间上做一下修正即可得到准 确的服务器时间(ST’ = CT - ΔT)。

2. 由于客户端时间很可能被用户修改，因此直接按照步骤1中的方式计算，一旦用户修改了时间，计算出来的服务器时间也将随之发生变化。这就需要检测出客户端时 间的变化并消除这个变化。检测的方法很简单，即在每个计算周期(T)都将当时的客户端时间(CT2)与上一个周期的客户端时间(CT1)做比较，一旦两个 周期的差值(ΔT’ = CT2 - CT1 - T)大于某个预设值(S)时就将差值(ΔT’)加入到ΔT中，即此时的ΔT = ΔT + ΔT’。之所以需要设置一个预设值，是因为每个周期的时间本身不是固定的(依赖于setTimeout)，因此ΔT’并不会等于0，如果每次都将 setTimeout造成的误差作为CT与ST之间的误差将会造成计算不准确。经过以上的计算，用户修改时间后将不会对计算结果产生影响。

3. 经JK提醒，完成以上两步还有一个问题，当用户离开当前页面之后后退回页面时，时间计算不准确。问题在于基准时间是服务器给的，在第一次进入页面的时候确 定，当用户后退回当前页面时，基准时间并没有变，这样会导致重新从过期的基准时间开始计算，导致不准确。需要解决这个问题就是需要解决跨页面的数据存储问 题，这在之前的《Ajax应用中浏览器历史的兼容性解决方案》一 文中已经说明，即通过表单元素来记忆。具体的实现方案是，页面第一次加载时创建两个input，一个用于存储最近一次的客户端时间，一个用于存储最近一次 的基准时间。如果发现已经存在input（前进、后退、非强制刷新）则比较上一次的客户端时间与当前客户端时间，如果其差值大于某个预设值则像步骤2中一 样进行校准，只不过使用的将是最新的基准值。

具体的代码实现如下

 

 /*定义*/
    var SyncTimer = (function(){
        /*跨页面数据存储器*/
        //存储最近一次的客户端时间，用于在页面前进、后退时进行时间矫正
        var memoryElementID = 'sync_timer_memory_el';
        //存储矫正后的最新基准时间，当页面前进、后退到当前页面时会以此值为新的基准时间
        var memoryBaseTimeElementID = 'sync_timer_memory_base_time_el';
        document.write('
<input type="text" id="' + memoryElementID + '">');
        document.write('
<input type="text" id="' + memoryBaseTimeElementID + '">');
        return{
            /*
             * @param { Integer } baseTime 基准时间
             * @param { Function } updater 时间更新时的监听器
             * @param { Integer } interval 校准计算周期时长，默认为200ms。
             * @param { Integer } threshold 两个检查周期之间的时间误差（差值-周期时长）如果大于阈值则视为客户端时间有调整，默认为500ms。
             */
            run: function(baseTime,updater,interval,threshold){
                interval = interval || 200;
                threshold = threshold || 500;

                var memoryEl = document.getElementById(memoryElementID);
                var baseTimeEl = document.getElementById(memoryBaseTimeElementID);

                /*前进、后退或刷新，则矫正baseTime*/
                if( memoryEl.value != '' ){
                    //计算当前客户端时间与上次存储的客户端时间之差，如果差值超过阈值则更新基准时间
                    var diff = +new Date - parseInt(memoryEl.value);
                    if( Math.abs( diff ) - interval > threshold ){
                        baseTime = parseInt(baseTimeEl.value);
                        baseTime += diff;
                    }
                }

                var ct = +new Date;
                var diff = ct - baseTime;
                var pt = ct,cct;

                (function(){
                    cct = +new Date;
                    /*计算当前计算周期与上一个计算周期的时间差，如果差值大于设定的阈值则进行矫正（处理客户端时间调整的情况）*/
                    var secDiff = cct - pt;
                    if( Math.abs( secDiff ) - interval > threshold ){
                        diff += (secDiff - interval);
                    }
                    var fixedTime = cct - diff;
                    updater( fixedTime );
                    pt = memoryEl.value = cct;
                    baseTimeEl.value = fixedTime;
                    setTimeout(arguments.callee,interval);
                })();
            }
        }
    })();
    /*使用*/
    window.onload = function(){
        var serverTime = parseInt($('dateWrapper').getAttribute('date'))*1000;

        SyncTimer.run(serverTime,function(date){
            var d = new Date(date);
            $('dateWrapper').innerHTML = d.format('yyyy-MM-dd hh:mm:ss');
            $('dateWrapper').setAttribute('date',parseInt(date/1000));
        });
    }

 

三、总结

• 总体实现还是比较麻烦，如果对时间精度要求不高可不必这么做。
• 还有一种情况未解决：用户从当前页面进入别的页面后修改客户端时间，之后后退到当前页面，此时时间计算不正确，但是暂时未找到解决方案。
• 此外发现两个有意思的东西：1. 在Firefox下如果将客户端时间改慢会导致setInterval停止运行，而setTimeout则不会；2. 在Chrome中，当用户修改了客户端时间后，setInterval中取到的Date的值并不会随用户的修改而修改。

评论

1 楼 zhanghh315 2014-04-16  

一直在纠结淘宝的秒杀究竟是怎么做到客户端和服务器端时间同步的，有知道的，欢迎留言讨论