std::chrono
C++11 开始增加了 std::chrono 这个时间库，可以在编译期进行时间换算以及提供计时功能。同时还可以配合 std::condition_variable 来实现定时唤醒功能。
要使用 chrono 库，首先要学会 std::chrono::duration。
std::chrono::duration
duration 是个类模板，两个参数，第一个参数是储存时常用的类型，第二个参数是用于换算单位的分数，这个分数由 std::ratio 表示。
template<
class Rep,
class Period = std::ratio<1>
> class duration;
ratio 是一个类模板，两个模板参数分别表示分子和分母，例如 std::ratio<1, 2> 就是 1/2。
duration 第二个参数默认是 std::ratio<1>，代表这个 duration 以 1 秒为单位。
如果有一个 duration 的 Period 是 std::ratio<1, 10>，那么这个 duration 与单位为 1 秒的 duration 换算时就要变成 1/10。
标准库预定义了一些 duration 特化的别名用于方便使用：
std::chrono::nanoseconds(C++11)std::chrono::microseconds(C++11)std::chrono::milliseconds(C++11)std::chrono::seconds(C++11)std::chrono::minutes(C++11)std::chrono::hours(C++11)std::chrono::days(C++20)std::chrono::weeks(C++20)std::chrono::months(C++20)std::chrono::years(C++20)
MSVC 的实现中，从 days 开始 Rep 的类型是 int，更小的单位使用 long long，保证计算不会溢出。
#include <chrono>
int main() {
namespace chrono = std::chrono;
chrono::nanoseconds nano_time{ 3000 }; // 表示 3000 纳秒
static_assert(std::same_as <chrono::duration<long long, std::nano>, chrono::nanoseconds>); // true
}
不同 Period 的 duration 可以进行加减乘除模这些算术运算，还可以进行比较。
实际上 duration 就是用来表示各种单位，借助模板的能力可以使得单位换算可以在编译期进行。
可以通过 duration::count 获得 duration 内部储存的数值，类型和 Rep 一致，标准库提供了 duration_cast 模板用于将一种 duration 转换到另外一种：
#include <chrono>
int main() {
namespace chrono = std::chrono;
constexpr chrono::seconds a_day_time(86400);
constexpr auto second_to_day = chrono::duration_cast<chrono::days>(a_day_time);
static_assert(second_to_day.count() == 1);
}
C++14 起，为了方便使用 duration，标准库提供了一系列字面量：
operator""h表示小时的duration字面量operator""min表示分钟的duration字面量operator""s表示秒的duration字面量operator""ms表示毫秒的duration字面量operator""us表示微秒的duration字面量operator""ns表示纳秒的duration字面量
std::chrono::system_clock 和 std::chrono::steady_clock
std::chrono 提供了系统时钟 system_clock 和单调时钟 steady_clock，这两个时钟虽然是类，但是构造它们的对象没意义，都是通过静态成员函数使用，最常用的是使用 now 静态成员函数获得当前时间。
C++20 起 system_clock 被规定为使用 Unix 时间（Posix 时间），即从格林威治时间 1970 年 01 月 01 日 00 时 00 分 00 秒起至现在的总秒数，并且使用 UTC 时区。大部分系统都使用这个时间，或者提供与之转换的工具。1970 年 01 月 01 日 00 时 00 分 00 秒也叫 Unix epoch。
系统时钟有一个特点是不单调，换句话说有可能因为系统和网络时钟同步，或者用户的手动调整，导致下一个时间减上一个时间为负。由于使用了 Unix 时间，所以 system_clock 可以和 time_t 进行转换，通过 system_clock::to_time_t 和 system_clock::from_time_t。
当然，有一些情况 system_clock 也是单调的，可以通过 is_steady 这个静态成员函数（谓词）判断。
如果需要单调时间，可以使用 steady_clock，steady_clock 保证物理上晚的时间一定大于物理上早的时间，但是要注意一点，steady 获得的时间的起始点不是 1970 年，大部分实现中是系统开机时刻，不要和系统时钟的起始点混淆。
system_clock 一般用于描述现实时间，steady_clock 一般用于程序内部计算使用。C++20 开始，标准库还提供了一些其他的时钟，不过不常用。
时钟和时钟之间可以通过 clock_cast 转换（C++20），和 duration_cast 类似。
有了 duration 和 clock 之后就可以构造 std::chrono::time_point：
std::chrono::time_point
template<
class Clock,
class Duration = typename Clock::duration
> class time_point;
time_point 表示一个时间点，不同时钟的时间点不一样。time_point 的第一个模板参数是时钟类型，第二个参数是 duration （时间单位），默认根据时钟类型决定时间单位。
system_clock::now 和 steady_clock::now 返回的正是 time_point。
time_point 可以使用 time_point_cast 进行转换。
time_point::time_since_epoch 函数返回一个 duration，储存着这个时钟到当前时间。
年月日表示法
由于闰秒闰年的存在，使得不能直接计算出协调世界时（UTC），不过好消息是前几天（2022 年 11 月 18 日）国际计量大会决定 2035 年之后不再使用闰秒，因此 13 年后计算 UTC 时间可以简化不少。但是也因此 C++ 标准库并未直接提供从 UTC 时间得到 Unix 时间的方式，需要用 C 的库函数间接获得：
struct tm_impl {
int tm_sec;
int tm_min;
int tm_hour;
int tm_mday;
int tm_mon;
int tm_year; // 从 1990 年开始的年数
int tm_wday; // 从星期日开始的天数
int tm_yday; // 从一月开始的天数
int tm_isdst; // 夏令时，不要用
// 不保证顺序，同时不保证只有这些成员
};
int main() {
std::tm time{}; // 首先构造一个全 0 的 tm
time.year = 2035 - 1990; // 设置年份
std::time_t unix_time = std::mktime(&time);
// 转换为 表示 Unix 时间的 time_t
auto time_point = std::chrono::system_clock::from_time_t(unix_time);
// 转换为 time_point
}
例子
可以使用如下代码简单的测量函数执行时间：
int main()
{
auto pre = std::chrono::steady_clock::now();
foo();
auto now = std::chrono::steady_clock::now();
std::cout << "Time difference: " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(pre - now).count() << " milliseconds\n";
}