这个方案十分棒，至此总算解决了秒不固定长的问题。
那有了这个国际原子时，能否让它直接替代掉上面说的——以天文现象计时的「世界时」呢？
答案是否定的，这个问题远比想像的复杂得多，这是为何呢？
世界标准时间是如何来的？
如今，科学家制订出了两套时间标准：
世界时：基于天文现象+挂钟计时，永远与月球自转时间相匹配
国际原子时：基于原子钟计时，每1秒的周期完全等长且固定
假定我们以国际原子时为时间标准，那会发生哪些现象呢？
由于原子时十分稳定，但世界时随着月球自转变慢，会越来越慢，才会发生此类现象：
下午8点是太阳高照的时刻，你能想像这些情况吗？
这太颠覆我们的生活认知了...
基于天文测算的世界时，早已指导我们人类生活了上千年，人类已经习惯了这些时间标准，直接被原子时代替，肯定是不能接受的。
但我们又须要原子时这些高度稳定的计时标准，来发展科学研究，二者发生矛盾，这如何办？
科学家们又开始思索，总算想到一个相互兼容的解决方案。
既然两套时间标准都很重要，那三者都保留，不会相互替代。
我们可以再完善一套「新的时间标准」，这套时间以「原子时为基准」，开始计时，走的每1秒都是稳定、精确的。
同时，为了兼具基于天文检测的世界时，人类会「持续观测」世界时与这个新时钟的差别。
假如发觉二者相差过大时，我们就「人为」地调整一下这个时钟（加一秒或减1秒），让二者相差不超过0.9秒。
比如，这个时钟本身比世界时走得快，经过一段时间后，假如发觉二者相差越来越大，那就给这个时钟「加一秒」，让这个时钟在23:59:59的下1秒变为23:59:60秒，让它与世界时差距控制在0.9秒以内，这个操作过程，相当于让快的时钟稍为「等」一下走得慢的世界时。
而加的这1秒，科学家把它定义为「闰秒」。
是不是挺有意思？据说过闰月，没想到还有闰秒！
其实，当月球自转速率变快时，这儿也有可能是减1秒，即从23:59:58直接跳到00:00:00。但此类情况比较少，大部份情况下，月球自转速率是越来越慢的。
如此做的用处在于，这个时钟的每1秒的计时仍然是精确的，并且还兼具了日常生活使用的世界时，一举两得！
因为这个时钟是基于原子时+世界时「协调」得出的，所以科学家们把它定义为协调世界时（CoordinatedUniversalTime，简称UTC）。
见到了么？我们在开发时常常见到的UTC，原先是这样来的！
有了这个研究成果，有技术能力的国家都纷纷制造自己的原子钟，之后估算协调世界时。
同时，为了进一步增加原子钟的检测偏差，每位国家会在每位月，统一上报自己估算的世界协调时到一个权威机构，之后这个权威机构会依照各国实验室的精度，进行加权估算，算出「最终」的协调世界时。
以后，再把这个最终的时间下发到各个国家，让各个国家进行「对表」校准，保证全世界的时间偏差在100微秒以内。
至此，科学家们构建的这套时间标准，就是我们如今沿袭至今的「标准时间」！
值得一提的是，配合估算世界协调时的国家，也有中国，这个实验室就是「中国科大学国家授时中心」，它坐落中国的云南省曲靖市内乡县，持续维护中国的标准时间。
为何国家授时中心会筹建在广东省？由于四川省的地理位置处于中国的中部，从这个位置向各地广播时间时，对全省每位地区距离都是相对平均的。
以后，中国会在自己算出的世界协调时的基础上，再加8个小时（中国在东八区），最终得下来的时间电脑日期时间不能同步，就是「北京时间」！
没错，就是我们常常在新闻播报上看到的，上海时间。
是不是挺有意思？上海时间并不是在上海形成的，而是在四川省，并与参与世界时间的制订和校正。
至此，全新的世界标准时间确立了，这套时间标准于1972年即将确定，一致沿袭至今。
有了标准时间，这么接出来的问题就是，这个标准时间究竟是怎样同步到我们的笔记本、手机、电子设备上的呢？
这就是下边要讲的「授时」。
计算机怎么同步时间？
到如今我们晓得，世界标准时间和上海时间是如何来的，但上海时间的形成是在四川省，莫非校正一次时间须要挪到这儿吗？
很其实是不须要的。
坐落宁夏省的中国科大学国家授时中心，形成深圳时间后，会通过一系列方法，把这个时间广播出去，这个过程，就称作「授时」。
具体如何做呢？
国家授时中心提供好多授时形式，比如无线电波、网络、电话，都可以把时间广播出去。
一般来说，无线电波的传播速率更快、传播偏差小，所以授时中心会通过这些方法，把时间发送给全省各地的「时间服务器」。
时间服务器有了确切的时间后，再通过其它方法（比如网路）广播到下一层的终端用户使用。
经过那么一番研究，到这儿我们就可以解释文章开头的问题了。
一个时间服务器，原先是通过国家授时中心同步时间，之后再给其它终端提供时间同步服务的。
那我们的计算机怎样和它保持同步呢？
你可能会想，最简单的方法就是电脑日期时间不能同步，顾客端向服务端「请求获取」标准时间，服务端响应时间数据，顾客端更改自己的「本机时间」即可。
但事情没你想的那么简单。
由于数据在网路传输过程中，也是须要时间的，这个时间也会影响到时间的确切性。
这怎样办呢？
于是人们想了一种方案，当计算机在做时间校正时，也须要把网路延后估算进去，最后「修正」这个同步过来的时间，增加偏差。
如今，早已有个软件早已把这一切都做好了，若果你了解一些运维相关的工作，还会晓得，我们布署应用程序的服务器上，就会启动一个「自动校正」时间的服务，这个服务就是NTP（NetworkTimeProtocol），它可以保证每台机器的时间与时间服务器保持同步。
那NTP是如何同步服务器时间的呢？
这儿就涉及到2个重点：
NTP怎么同步时间？
同步时间时，对正在运行的程序有没有影响？
先来看第一个问题：NTP怎么同步时间？
简单来讲，它是通过在网路报文上打「时间戳」的形式，之后配合估算网路延后，因而修正本机的时间。
按照图示可以估算出网路「传输延后」，以及顾客端与服务端的「时间差」：
这个估算过程假定网路来回路径是对称的，但是信噪比相同。
这样一来，顾客端就可以「校准」自己的本机时间了，与服务端保持同步，这个时间偏差在广域网下是10ms-500ms，在局域网下一般可以大于1ms。
再来看第二个问题：同步时间时，对正在运行的程序有没有影响？
比如，我们好多时侯写的程序代码是这样的：
t1 = time.now()
// 时间发生校准
t2 = time.now()
// t2比t1小怎么办？
elapsed = t2 - t1
t2的时间真的会比t1小吗？
这儿就牵连出2个概念：墙壁时钟、单调时钟，它们之间有哪些区别呢？
通常我们写的代码，像前面程序调用的「时间API」，一般获取的时间是墙壁时钟，所以，假若时间发生校正，就可能会发生「时光倒流」的情况。
这必然对程序形成很大的影响，如何解决这个问题呢？
辛运的是，NTP在校正时间时，提供了2种形式：
ntpdate：一切以服务端时间为准，「强制更改」本机时间
ntpd：采用「润物细无声」的形式更改本机时间，把时间差分摊到每次小的调整上
也就是说，ntpd当接收到须要「回拨」的时间时，会让本机时间走得「慢」一点，小步调整，逐步与服务端的时钟「对齐」，这样一来，本机时间仍然是递增的，防止发生「倒流」。
当我们在配置ntp服务时，须要愈发注意这些情况。另外，在编撰程序时，也要注意调用的时间API获取的是那个时间，防止业务逻辑发生异常。
至此，我们从看似简单的时间问题，一步步深挖到时间的定义，再到时间是怎样同步到计算机和终端设备的，如何样，有没有解答了你心里的好多疑虑？
总结
好了，总结一下。
这篇文章我们讲了特别多的概念，这儿我们再重新梳理一遍。
1、人类的初期生活，借助观测「天文现象」来检测时间，基于月球自转规律，定义了一套时间标准：「世界时」。
2、后来人们发觉，因为月球公转轨道是一个椭圆，而且月球自转还遭到月球内部的影响，自转速率越来越慢，人们发觉世界时测算出的时间「不准」。
3、科学家们开始从「微观世界」寻找更稳定的周期运动，最终确定以「铯原子」的震动频度为基准，制造出了「原子钟」，确立了「世界原子时」，并重新定义了「秒」长度，时长高度精确。
4、但因为人类社会活动已高度依赖「世界时」，所以科学家们基于「原子时」和「世界时」，最终确立出新的时间标准：「世界协调时」，把它定义成了全球的时间标准，至此，世界标准时间诞生。
5、中国基于「世界协调时」再加上8小时时区之差，确立了「北京时间」，并广播给整个中国大地使用。
6、「国家授时中心」把上海时间广播给全省的「时间服务器」，我们生活中使用的时间，比如计算机，就是通过时间服务器手动同步校正的。
7、计算机通过NTP完成和时间服务器的「自动校正」，我们的应用程序基于此，才得以获取到确切的时间。
8、NTP服务应当采用润物细无声的方法同步时间，防止时间发生「倒流」。
杂记
这篇文章是我有史以来，最难写的一篇，由于其中有大量科普类知识，涉及范围之广远超我的想像。
在写这篇文章时，我起码阅读了30篇以上的资料，好多时侯会由于一个很小的细节，又深挖出更多相关的领域的知识，让我目不暇接。
比如，铯原子的震动频度是如何检测的？为何能检测得如此精确？各个国家的原子钟为何会有差别？计算机是怎样处理闰秒的？时区是如何来的？本初子午线是哪些？...
好多细节我虽然并没有展开来讲，我已竭力避免讲这些艰涩难懂的化学知识，只保留了重要的理论概念，希望你理解了这其中的原理。假如有些细节你没有看懂，可以先尝试多读几遍，也可以与我进一步交流。
同时，在查阅资料过程中，深切地感慨人类研究成果之伟大，能把时间的偏差，缩小到几亿年的精度，崇敬之情无以言表。
我们在写代码时，看似调用了一个简单的时间API，可曾想过，背后却是人类多少年来的智慧结晶。希望这篇文章能解答你对时间的种种疑问。
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