NTP网络时间协议
NTP (Network Time Protocol) 网络时间协议用于同步计算机系统之间的时钟。NTP允许计算机时钟与参考时钟源(如原子钟、GPS 接收器或其他 NTP 服务器)进行同步,时间的准确性对于金融交易、网络通信、科学研究和安全系统等应用来说至关重要。
NTP协议特点和功能:
- 「准确性」:NTP 的主要目标是提供高准确性的时间。NTP 版本 4 (NTPv4) 可以提供毫秒级的精度,而更先进的实现(如 RFC 5905 中定义的 NTP Secure 或 Precision Time Protocol, PTP)可以提供微秒或纳秒级的精度。
- 「层次结构」:NTP 使用层次结构来组织服务器。时间信息从参考时钟源(称为“一级”服务器)流向“二级”服务器,再流向“三级”服务器,以此类推。每个服务器都会增加一定的延迟和误差,NTP 算法会尽力补偿这些误差。
- 「时间同步」:NTP 通过交换时间戳和延迟测量来同步时间。NTP 客户端向服务器发送一个时间请求,服务器响应时附带当前时间戳。客户端然后计算往返延迟,使用这些信息来调整其本地时钟。
- 「可伸缩性」:NTP 可以在各种规模的网络中运行,从小型局域网到全球互联网。NTP 服务器可以支持大量客户端,并且通过负载均衡和冗余来提高可靠性和可用性。
- 「安全性」:NTP 的安全性是一个重要问题,因为恶意服务器可能尝试提供错误的时间信息。NTP Secure (RFC 5905) 提供了一种加密和认证机制,可以确保时间信息的完整性和真实性。
- 「广播和多播」:NTP 支持广播和多播模式,大量客户端可以同时从单个服务器获取时间信息。
- 「兼容性」:NTP 与之前的互联网时间同步协议(如 ICMP 时间戳和 Daytime 协议)兼容,并提供了更高级别的准确性和功能。
Android NTP时间同步机制
Android系统的NTP时间同步通过访问Internet上的NTP服务器来自动更新时间。基本原理是通过NTP协议与NTP服务器进行通信,获取当前准确的时间,然后同步到本地设备中。NTP服务器会返回一个时间戳,时间戳表示NTP服务器所认为的当前标准时间,Android设备可以通过与本地系统时间进行比较,得出本地设备对准确时间的偏差,并进行时间校正。
自动同步时间时区配置:
- 进入“设置”->“日期和时间”->“使用网络提供的时间”菜单。
- 打开“自动确定时区”和“自动确定日期和时间”选项,让设备自动选择最佳的NTP服务器进行同步。
源码分析
NTP是Android原生通过网络获取时间的机制,关键代码逻辑在NetworkTimeUpdateService,NetworkTimeUpdateService是Android系统服务,由SystemServer启动。
「初始化」
构造方法中主要是对各种变量进行初始化操作,NetworkTimeUpdateService在SystemServer.java创建时,被SystemServer调用。
- 调用registerForAlarms,注册一个广播接收者,接收ACTION_POLL广播,收到后向消息队列发送一个EVENT_POLL_NETWORK_TIME的事件。
- 向ConnectivityManager注册网络状况监听。
- 监听Settings.Global.AUTO_TIME值的变化。
「NetworkTimeUpdateCallback」
NetworkTimeUpdateCallback实现了NetworkCallback接口,当回调onAvailable(网络切换/可用)时,赋值mDefaultNetwork并调用onPollNetworkTime(EVENT_NETWORK_CHANGED)方法。
「AutoTimeSettingObserver」
监听Settings.Global.AUTO_TIME的变化,当值改变且AUTO_TIME != 0 时,向消息队列发送一个类型为EVENT_AUTO_TIME_ENABLED的消息。
「MyHandler」
Handler发送的所有消息最终都会调用onPollNetworkTime。
「onPollNetworkTime」
当前无网络情况直接返回,并使用PowerManager.WakeLock调用onPollNetworkTimeUnderWakeLock(event)。
调用了resetAlarm(),该方法定时发送ACTION_POLL广播。
NetworkTimeUpdateService启动后有两种方式触发时间更新。
- 网络发生变化。
- Settings中的AUTO_TIME开关变化(自动同步日期时区开关)。
最终都会调用onPollNetworkTimeUnderWakeLock去设置时间,根据获取的cachedNtpResult情况设置不同时间的定时广播再去尝试更新时间。