Какие альтернативные способы измерения времени существуют в Python для избежания проблем с системным временем?

Что проверяют

Знаете ли вы разницу между настенными часами и монотонными. Следом обычно спрашивают, чем замерить скорость функции и как посчитать таймаут, который не сломается от ручной правки часов или коррекции NTP.

Как отвечать

Разложите часы модуля time по назначению:

• time.time(): секунды от эпохи Unix по системным часам. Может прыгнуть вперёд или назад при правке времени или синхронизации. Годится для меток времени, но не для интервалов;
• time.monotonic(): монотонные часы, назад не идут и правкой системного времени не затрагиваются. Точка отсчёта не определена, смысл имеет только разница двух значений. Выбор для таймаутов, дедлайнов, ограничения частоты и повторных попыток;
• time.perf_counter(): монотонный счётчик с наибольшим доступным разрешением, время сна включает. Для бенчмарков и замеров длительности;
• time.process_time(): процессорное время процесса, пользовательское плюс системное, без сна и ожидания ввода-вывода. Для потока есть time.thread_time();
• варианты с _ns: monotonic_ns() и perf_counter_ns() возвращают целые наносекунды и не теряют точность float на больших значениях;
• timeit: для микробенчмарков. Сам повторяет замер, по умолчанию берёт perf_counter и на время замера отключает сборщик мусора.

В asyncio loop.time() построен на монотонных часах, поэтому таймауты там переводу времени не подвержены.

datetime.now() читает те же системные часы, что time.time(), для интервалов он не годится. Метки храните как aware-время в UTC через datetime.now(timezone.utc), а datetime.utcnow() с Python 3.12 объявлен устаревшим.

Где спотыкаются

Меряют длительность разницей time.time() или двух datetime.now(). После коррекции часов получают отрицательную длительность или таймаут, который сработал сразу.

Сохраняют значение monotonic() в базу или передают в другой процесс. Точка отсчёта у него своя и после перезагрузки меняется, так что для меток между процессами нужны настенные часы в UTC.

Путают process_time() и perf_counter(). Замер сетевого запроса через process_time() покажет почти ноль: процесс ждал ответа, а не считал.