linux上的快速运行时间答案

【问题标题】：fast elapsed time on linuxlinux上的快速运行时间
【发布时间】：2010-11-25 16:38:21
【问题描述】：

我正在寻找一种快速的方法来获取 C 中函数的两次调用之间经过的时间。

我考虑过使用 jiffies，但它们在用户空间中不可用。那么，我应该使用 getimeofday() 还是有最快的方法来做到这一点。

我只对两次调用之间经过的时间感兴趣，以便在基准工具中使用。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

如果您使用的是 x86/x64 架构，并且在单个 CPU 上运行，则可以考虑读取 CPU 上的时间戳计数器以获取循环计数。维基百科有more information。请注意，如果您的应用程序在多个 CPU 上运行，则此方法不太有用，因为每个 CPU 都有自己的 TSC。如果您决定要转换周期 -> 时间单位，请注意频率缩放。

【讨论】：

【解决方案2】：

是的，如果您想找到实际经过的时间，gettimeofday() 就足够了。如果需要查找 CPU 时间，则可以使用 clock()。在许多情况下，这两种方法都会给出相似的结果（除非代码中有睡眠或某种等待）。可以在此处找到 clock() 的示例：
http://www.cs.utah.edu/dept/old/texinfo/glibc-manual-0.02/library_19.html

【讨论】：

【解决方案3】：

查看clock_gettime，它提供对高分辨率计时器的访问。

【讨论】：

clock_gettime() 最好使用 CLOCK_MONOTONIC 源来进行相对计时。如果用户或进程可以更改当前时间，gettimeofday() 很容易出错。

【解决方案4】：

我将通过clock() 从time.h 获取处理器时间。要获得有用的值，请通过CLOCKS_PER_SEC 转换为毫秒：

clock_t start = clock();
// [...]
clock_t end = clock();
unsigned long millis = (end - start) * 1000 / CLOCKS_PER_SEC;

【讨论】：

clock() 时间似乎不等于实时。 stackoverflow.com/questions/556405/…
在测试clock()时间后返回系统+用户时间，但不是实时时间。改用 gettimeofday
@xhan：取决于您的用例 - 对于基准测试工具，处理器时间可能是比挂钟时间更好的指标

【解决方案5】：

如果您的内核支持 gettimeofday() 作为 vsyscall（虚拟系统调用），那么使用它会比调用常规系统调用（例如 clock()）更快。有关 vsyscall 工作原理的一些信息，请参阅 Andrea Arcangeli's presentation。

【讨论】：

【解决方案6】：

添加的有点晚，但是任何 linux/unix 上可用的时间实用程序可能是实现您想要的更轻量级的方式。这里有两个例子

time ls -l stuff*
ls: stuff*: No such file or directory
    0.01s real     0.00s user     0.00s system


 time -c run_script.csh` 

...

real    1m22.38s
user    0m14.67s
sys     0m1.06s

【讨论】：

【解决方案7】：

以下在 CentOS 6 上适用于我：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#if ! defined(_POSIX_C_SOURCE)
#  error "_POSIX_C_SOURCE undefined"
#endif

#if _POSIX_C_SOURCE < 199309L
#  error "_POSIX_C_SOURCE < 199309L"
#endif

int main(int, char**){
  struct timespec start, stop;
  struct timespec stop;
  if(clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start )) goto err_out;
  if(clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &stop  )) goto err_out;
  printf("start == {tv_sec: %d, tv_nsec: %d}\n", start.tv_sec, start.tv_nsec);
  printf("stop  == {tv_sec: %d, tv_nsec: %d}\n", stop.tv_sec,  stop.tv_nsec );
  printf("stop.tv_nsec - start.tv_nsec == %d\n", stop.tv_nsec - start.tv_nsec);
  return EXIT_SUCCESS;
 err_out:
  perror("clock_gettime");
  return EXIT_FAILURE ;
}

...虽然它确实需要librt:

$ make dur
cc     dur.c   -o dur
/tmp/cc1yF58x.o: In function `main':
dur.c:(.text+0x1c): undefined reference to `clock_gettime'
dur.c:(.text+0x4e): undefined reference to `clock_gettime'
collect2: ld returned 1 exit status
make: *** [dur] Error 1
$ LDFLAGS="-lrt" make dur
cc   -lrt  dur.c   -o dur
$ ./dur
start == {tv_sec: 206247, tv_nsec: 411717209}
stop  == {tv_sec: 206247, tv_nsec: 411759791}
stop.tv_nsec - start.tv_nsec == 42582

【讨论】：