让大厂抓狂的“额外一秒”：谷歌、微软、Meta 和亚马逊纷纷提议放弃

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编译 | 核子可乐、Tina

来源：InfoQ（ID：infoqchina）

已获得原公众号的授权转载

简单粗暴的“加一秒”已成为“服务器不能承受之重”。

谷歌、微软、Meta 和亚马逊一众大厂近期共同发起了一项废除闰秒的倡议：用“额外加一秒”的方式同步地球自转时钟，明显是桩得不偿失的买卖！

官方机构如美国国家标准与技术研究院（NIST）以及负责维护米制公约的国际计量局（BIPM）也表达了支持态度，取消闰秒的呼声正越来越强。

闰秒：人类引入的不规则操作

所谓闰秒，就是在正常计时之外再增加一秒，借此保证时钟能与地球的实际自转时长保持同步。

科学上有两种时间计量系统，一种是基于地球自转为基础的世界时（简称 UT），另一种是以原子振荡周期确定的原子时（简称 TAI）。原子时的时间尺度更为均匀，而世界时由于地球自转速度不均匀，两者之间会存在差异。当两者之间的差异超过 0.9 秒时，国际地球自转服务组织（IERS）就会负责将世界标准时间调快或拨慢一秒，这就是闰秒。

自 1972 年以来，全球各计时机构已经在国际原子时（TAI）标准时钟上添加过 27 次闰秒。而具体方法并不是直接把午夜 23：59：59 直接计作 0：0：0，而是额外增加一个 23：59：60。

因为地球的自转速度不规则地变化，所以闰秒的间隔也是不规则的。而从长远来看，地球的自转是相当不可预测的，这解释了为什么闰秒只提前六个月宣布。

世界最高山脉上的冰盖不断融化和重新冻结，以及潮汐摩擦都是导致地球自转不规则的众多因素之一。用一个旋转的花样滑冰运动员来打个比方，她通过控制手臂来控制角速度。当张开双臂时，角速度会降低，从而保持滑冰者的动量，当手臂收回，角速度就会增加。

目前，我们只添加了正闰秒。在早期，就是通过简单粗暴地增加一秒来完成的，从而产生一个不寻常的时间戳：23:59:59 -> 23:59:60 -> 00:00:00

但随着地球自转模式的变化，我们很可能在未来的某个时刻出现负闰秒。时间戳将如下所示：23:59:58 -> 00:00:00

正闰秒的跳跃会让程序崩溃或导致数据损坏；而更重要的是我们还从未大规模测试过负闰秒的破坏性影响。无论如何，对于管理硬件基础设施的人来说，每一个闰秒都是痛苦的来源。

互联网不能承受的“一秒钟”

我们人类自身对于闰秒调整几乎是感觉不到的，但对于需要精准计时的计算机系统和互联网来说，这种简单粗暴的“加一秒”方法好处不多，但危害可不小。

假设我们有这样的代码：

start := time.Now()

// do something

spent := time.Now().Sub(start)

那么最后可能会在闰秒事件期间，“spent”值会出现依赖负数的情况，从而导致了程序崩溃。

闰秒于 1972 年被引入，迄今为止已经增加了 27 个正闰秒。每一次增加闰秒，都会在整个软件行业中引发问题。毕竟无数计算设备需要依靠精确的计算服务器网络，才能有序安排事件、记录活动先后，比如向数据库内添加数据条目，如果处理不好就会出现脑裂或其他问题。

闰秒的变化曾在 2012 年引发 Reddit 论坛的大规模中断，同时给 Mozilla、LinkedIn、Yelp 以及船家预订服务商 Amadeus 造成了不小的麻烦。

虽然了解了闰秒的影响，但 bug 并没有因此而消失。最近一次闰秒是在 2017 年，网络基础设施服务商 Cloudflare 还是因闰秒导致一部分客户服务器宕机。当时 Cloudflare 软件比较了两种时间，并发现时间似乎在“倒退”，于是因无法处理这自相矛盾的结果而陷入崩溃。

计算机在处理数字方面绝对是一把好手，但人类引入的闰秒这类不规则操作，则会打破计算机那完美无瑕的内部逻辑。影响力最大、知名度最高的此类问题当数“千年虫”，当初人类在编写数据库时只记录下年份的最后两位数字。于是当 1999 年过去、2000 年来临时，混乱也随之出现。另外还有个相关问题，一部分计算机系统是以 1970 年 1 月 1 日为起点，使用 32 位数字按秒计算日期的。而 32 位数字对应的秒最多只能表达到 2038 年，再往后数位就不够用了。

为了解决计算机时钟处理不了一分钟 61 秒的难题，谷歌率先提出了“闰秒涂片”的办法，通过调整内部的网络时间协议 (NTP) 服务器，把闰秒拆分成许多微小的步长变化、分摊到一整天当中。Meta 也采用了类似方法，一个闰秒要花 17 个小时来“抹平”。

不同系统的调整方法没有一个统一标准，小网站则更多依赖公共时间服务器，直接停 1 秒或者跳 1 秒，不会把时间切分成时间片；谷歌大厂的这些方法，在调整过程中如果有突发事件，比如某些服务器宕掉了，还是会存在问题。

只要下一个闰秒还会出现，互联网企业们就还得继续面临闰秒带来的影响，花费额外精力去消除它，闰秒的那一秒也就成了“服务器不能承受之重”。

能不能废除，大厂说了不算

添加闰秒可能引发计算机故障，互联网大厂不堪其扰，因此最近 Meta 的工程博客发布了一篇语气相当强硬的文章，表达了对闰秒调整的不满，认为这是需要被废弃的概念。

他们认为闰秒机制本身也没怎么起到预期作用，因为从历史角度来看，地球的自转速度基本没什么变化。Facebook 母公司 Meta 的研究科学家 Ahmad Byagowi 表示，“我们预计，如果只使用国际原子时而不计闰秒，整个精确周期也至少可以保持 2000 年。也许到那时候，我们才需要考虑怎么做修正。”

另外，有时候还得减去一秒（负闰秒），尽管这类状况之前还没出现过，但一旦出现，就很可能引发新的问题。Meta 工程师在博客中表示，“这种负闰秒更恐怖，甚至可能对依赖计时器或调度程序的软件造成毁灭性影响。”

而据 ZDNet、CNet 媒体报道，谷歌、微软和亚马逊各家科技巨头也赞成 Meta 的提议，纷纷表示是时候跟闰秒讲拜拜了。

Meta 公司的呼吁行动不是第一次，但目前全球还没有一个可以解决闰秒问题的统一方案。2015 年，在日内瓦召开的世界无线电通信大会上，国际电信联盟 (ITU) 将反闰秒的决定推迟到了 2023 年，所以关于“这一秒”的问题可能需要等到明年才能见分晓。

但是，闰秒是目前唯一把世界时、原子时联系起来的有效手段，在不同的领域有不同的意义，时间不仅有技术属性，它还社会和文化属性。而且全球时钟系统的管理权掌握在政府和科学家手中，取消闰秒需要经过科学论证，不可能由科技企业单方面说了算。

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