以良好的精度（> 0.5s）在javascript中同步时间（类似NTP）

Question

我正在寻找一种方法来以良好的精度（假设至少 0.5 秒）在客户端之间同步时间。

由于精度差（一秒或更短），我排除在服务器响应标头中使用 jsontime 或利用时间戳。

更新： 它甚至可以使用移动连接。 3G 连接本身的往返时间约为 0.5 秒并不少见（例如在意大利），因此算法必须是稳健的。

Answer 1

求助于古老的ICMP Timestamp 消息方案。在 JavaScript 和 PHP 中实现相当简单。

这是使用 JavaScript 和 PHP 实现此方案：

// browser.js

var request = new XMLHttpRequest();
request.onreadystatechange = readystatechangehandler;
request.open("POST", "http://www.example.com/sync.php", true);
request.setRequestHeader("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");
request.send("original=" + (new Date).getTime());

function readystatechangehandler() {
    var returned = (new Date).getTime();
    if (request.readyState === 4 && request.status === 200) {
        var timestamp = request.responseText.split('|');
        var original = + timestamp[0];
        var receive = + timestamp[1];
        var transmit = + timestamp[2];
        var sending = receive - original;
        var receiving = returned - transmit;
        var roundtrip = sending + receiving;
        var oneway = roundtrip / 2;
        var difference = sending - oneway; // this is what you want
        // so the server time will be client time + difference
    }
}

现在是sync.php 代码：

<?php
    $receive = round(microtime(true) * 1000);
    echo $_POST["original"] . '|';
    echo $receive . '|';
    echo round(microtime(true) * 1000);
?>

我还没有测试过上面的代码，但它应该可以工作。

注意：如果实际发送和接收消息的时间相同或大致相同，以下方法将准确计算客户端和服务器之间的时间差。考虑以下场景：

  Time    Client   Server
-------- -------- --------
Original        0        2
Receive         3        5
Transmit        4        6
Returned        7        9

1. 如您所见，客户端和服务器时钟同步了 2 个单位。因此，客户端发送时间戳请求时，会将原始时间记录为 0。
2. 服务器在 3 个单位后收到请求，但将接收时间记录为 5 个单位，因为它提前了 2 个单位。
3. 然后它会延迟一个单位发送时间戳回复，并将发送时间记录为 6 个单位。
4. 客户端在 3 个单位后收到回复（即根据服务器在 9 个单位）。但是，由于它落后于服务器 2 个单位，因此将返回的时间记录为 7 个单位。

使用这些数据，我们可以计算：

Sending = Receive - Original = 5 - 0 = 5
Receiving = Returned - Transmit = 7 - 6 = 1
Roundtrip = Sending + Receiving = 5 + 1 = 6

从上面可以看出，发送和接收时间的计算错误取决于客户端和服务器不同步的程度。但是，往返时间总是正确的，因为我们首先添加两个单元（接收 + 原始），然后减去两个单元（返回 - 传输）。

如果我们假设单程时间总是往返时间的一半（即发送时间是接收时间，那么我们可以很容易地计算出时间差如下）：

Oneway = Roundtrip / 2 = 6 / 2 = 3
Difference = Sending - Oneway = 5 - 3 = 2

如您所见，我们准确地将时间差计算为 2 个单位。时差方程始终为sending - oneway 时间。但是，此等式的准确性取决于您计算单程时间的准确性。如果发送和接收消息的实际时间不相等或近似相等，则需要找到其他方法来计算单向时间。但是，对于您的目的，这应该足够了。

Answer 2

如果你只是想在多台电脑上同步时钟，NTP 自己推荐setting up your own timeserver。

服务器端点

在您的服务器上设置一个 api 端点 即

http://localhost:3000/api/time

返回：

status: 200, 
body: { time: {{currentTime}} }

这将取决于您使用的后端语言。

客户代码

给定这样一个端点，我扔的这个 JS sn-p 会

1. 轮询您的服务器端点 10 次。
2. 尝试通过删除一半的往返时间来补偿延迟。
3. 报告服务器和客户端之间的平均偏移量。

var offsets = [];
var counter = 0;
var maxTimes = 10;
var beforeTime = null;

// get average 
var mean = function(array) {
  var sum = 0;
  
  array.forEach(function (value) {
    sum += value;
  });
  
  return sum/array.length;
}

var getTimeDiff = function() {
  beforeTime = Date.now();
  $.ajax('/api/time', {
      type: 'GET',
      success: function(response) {
          var now, timeDiff, serverTime, offset;
          counter++;
          
          // Get offset
          now = Date.now();
          timeDiff = (now-beforeTime)/2;
          serverTime = response.data.time-timeDiff;
          offset = now-serverTime;
          
          console.log(offset);
          
          // Push to array
          offsets.push(offset)
          if (counter < maxTimes) {
            // Repeat
            getTimeDiff();
          } else {
            var averageOffset = mean(offsets);
            console.log("average offset:" + averageOffset);
          }
      }
  });
}

// populate 'offsets' array and return average offsets
getTimeDiff();

您可以使用这个计算出的偏移量（只需将其添加到本地时间），从每个客户端的上下文中确定一个通用的“通用”时间。