libfaketime的应用场景

周期执行的任务

长周期执行的任务调试和测试，比如每天0点执行，每半个小时执行一次。此类任务的调试和测试一般通过手工修改代码的方式模拟。

超时类程序

比如长连接设置4小时超时，consume kafka消息 60s超时。此类程序一般在运行时不停轮训系统时间或jiffies来判定超时，而且往往用了库，导致手工修改代码的方式基本不可行。那就只能修改系统时间了，但是修改系统时间有时也不可行，程序可能运行在k8s、docker中没有权限修改系统时间。

一些测试场景

某些业务逻辑需要使用到当前时间，典型的场景是计算两个时间的delta，即时长。比如计费程序。

测试数据中包含了精心设计的数据集，例如月底释放的资源，闰月创建的资源，23:59创建的资源等。这些数据要结合当前时间才能有效运行。比如对于计费月结的场景，如果当前系统时间是5月，则数据集必须是4月。

在此场景下，除非每次都自动生成数据集，否则测试数据就无法使用。

libfaketime如何解决这个问题

libfaketime通过LD_PRELOAD hook glbic获取系统时间的相关接口来mock时间，通过环境变量来控制计算系统时间的算法。

这种方式仅不支持静态链接的程序。

libfaketime支持的特性(部分)

启动程序时使用mock时间
延时使用mock时间
运行时mock时间

libfaketime仅依赖glibc，基本在任何系统上都可以构建出来。

# ldd /usr/local/bin/faketime

        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fffffba5000)
        libpthread.so.0 => /lib64/libpthread.so.0 (0x00007f03b8c73000)
        librt.so.1 => /lib64/librt.so.1 (0x00007f03b8a6b000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f03b86db000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f03b8e8f000)

install libfaketime

libfaketime不能通过yum安装，只能编译安装。

从github下载：https://github.com/wolfcw/libfaketime

建议下载最新的tag，而不要git clone master分支，master分支一般不是stable版本。

make && make install即可

Tips：因为libfake仅依赖libc，某些环境缺少make，gcc时，也可以编译后拷贝过去。

libfaketime使用方法

让我们先准备一个测试程序

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import time
import datetime
import os
import sys

if __name__ == '__main__':
    if len(sys.argv) != 2:
        sleep_time = 5
    else:
        sleep_time = int(sys.argv[1])
    print(datetime.datetime.now())
    time.sleep(sleep_time)
    print(datetime.datetime.now())

启动时mock

# using offsets
LD_PRELOAD=/usr/local/lib/faketime/libfaketime.so.1 \\
    FAKETIME="-15d" \\
    python3 ./faketime_test.py

2022-05-02 15:11:24.255655
2022-05-02 15:11:34.264570

# absolute date
LD_PRELOAD=/usr/local/lib/faketime/libfaketime.so.1 \\
    FAKETIME="2020-12-24 20:30:00" \\
    python3 ./faketime_test.py

2020-12-24 20:30:00
2020-12-24 20:30:00

# start at
LD_PRELOAD=/usr/local/lib/faketime/libfaketime.so.1 \\
    FAKETIME="@2020-12-24 20:30:00" \\
    python3 ./faketime_test.py

2020-12-24 20:30:00.094367
2020-12-24 20:30:05.097899

延时mock


LD_PRELOAD=/usr/local/lib/faketime/libfaketime.so.1 \\
    FAKETIME="@2020-12-24 20:30:00" \\
    FAKETIME_START_AFTER_SECONDS="2" \\
    python3 ./faketime_test.py

2022-05-17 15:20:47.379237
2020-12-24 20:30:05.025025

运行时mock

运行时通过环境变量或者文件来修改时间，我们以bash来演示一下

➜  kafka LD_PRELOAD=/usr/local/lib/faketime/libfaketime.so.1 bash
[root@centos ~/code/kafka]# date
Tue May 17 15:22:44 CST 2022
[root@centos ~/code/kafka]# export FAKETIME="+14d"
[root@centos ~/code/kafka]# date
Tue May 31 15:23:16 CST 2022

bash可以修改自己的环境变量，但是我们的程序不能运行时修改环境变量，所以我们通过~/.faketimerc文件来修改. 请注意，默认情况下基于性能考虑，使用此方式时每10s读取一次文件。

➜  kafka rm ~/.faketimerc
➜  kafka LD_PRELOAD=/usr/local/lib/faketime/libfaketime.so.1 python3 ./faketime_test.py 20 &
[1] 118184
➜  kafka 2022-05-17 15:47:02.999956
➜  kafka echo @2020-12-24 20:30:00 > ~/.faketimerc
➜  kafka 2020-12-24 20:29:59.999929