GetTickCount() 换行时会发生什么？答案

【问题标题】：What happens when GetTickCount() wraps?GetTickCount() 换行时会发生什么？
【发布时间】：2009-04-07 22:59:07
【问题描述】：

如果一个线程正在做这样的事情：

const DWORD interval = 20000;
DWORD ticks = GetTickCount();
while(true)
{
    DoTasksThatTakeVariableTime();

    if( GetTickCount() - ticks > interval )
    {
        DoIntervalTasks();
        ticks = GetTickCount();
    }
}

最终，当值不适合 DWORD 时，滴答声将自动换行。

我一直在和一位同事讨论这个问题。我们中的一个人认为，当换行发生时，代码仍然会表现得“很好”，因为减法运算也会换行。我们中的另一个人认为它并不总是有效，尤其是在间隔很大的情况下。

谁是对的，为什么？

谢谢。

【问题讨论】：

您真正要问的是，当您从一个小的 DWORD 中减去一个大的 DWORD 时会发生什么。您和您的同事本可以编写一个程序来找出答案。 GetTickCount 与此无关。
我对 calc.exe 进行了实验，使用 dword 大小设置为十六进制模式。结果看起来它会表现得很好......但是，我的同事并不相信它会在所有情况下都有效，因此这个问题。 GetTickCount 是相关的，Jon Skeet 已经指出我们可能会使用 GetTickCount64
GetTickCount64() 只是将问题的规模更改为在大约 2000 亿天之后换行......你确定你的代码不会运行那么久吗？ ;-)

标签： c++ c windows winapi

【解决方案1】：

来自the docs：

经过的时间存储为 DWORD 价值。因此，时间将结束如果系统运行，则大约为零连续 49.7 天。避免这个问题，使用GetTickCount64。否则，检查溢出比较时间时的条件。

但是，DWORD 是无符号的 - 所以你应该没问题。 0 - “非常大的数字” = “小数字”（当然，假设您没有任何溢出检查活动）。我之前的编辑建议你得到一个负数，但那是在我考虑到 DWORD 未签名之前。

如果手术需要不到 49.7 天，您仍然会遇到问题。这对你来说可能不是问题；）

一种测试方法是将GetTickCount() 方法存根，这样您就可以编写单元测试，明确地将其包装起来。再说一次，如果你真的只是怀疑算术部分，你可以很容易地为此编写单元测试:) 真的，只要你知道它的行为，这个数字来自系统时钟的事实几乎是无关紧要的wraps - 并且在文档中指定。

【讨论】：

【解决方案2】：

没有坏事发生，只要：

你减去DWORDs，而不是先转换成其他类型。
您尝试计时的时间不会超过 49.7 天。

这是因为无符号算术溢出在 C 中定义良好，而包装行为正是我们想要的。

DWORD t1, t2;
DWORD difference;

t1 = GetTickCount();
DoSomethingTimeConsuming();
t2 = GetTickCount();

t2 - t1 将产生正确的值，即使 GetTickCount 环绕。在做减法之前不要将t2 和t1 转换为其他类型（例如int 或double）。

如果编程语言将溢出视为错误，这将不起作用。如果DoSomethingTimeConsuming() 花费的时间超过 49.7 天，它也将不起作用。不幸的是，您无法仅通过查看 t2 和 t1 来判断 GetTickCount 缠绕了多少次。

让我们从通常的情况开始，没有回绕起作用：

t1 = 13487231
t2 = 13492843

这里是t2 - t1 = 5612，这意味着操作大约需要五秒钟。

现在考虑一个需要很短时间的操作，但 GetTickCount 确实环绕：

t1 = 4294967173
t2 = 1111

该操作花费了 1234 毫秒，但计时器回绕，1111 - 4294967173 是 -4294966062 的虚假值。我们会怎么做？

嗯，模 2³²，减法的结果也环绕：

(DWORD)-4294966062 == (DWORD)1234

最后，考虑一个操作需要几乎 2³² 毫秒但不完全是这样的边缘情况：

t1 = 2339189280
t2 = 2339167207

在这里，GetTickCount 绕了一圈，然后又回到了原来的位置。

现在t2 - t1 产生4294945223 的虚假值。那是因为这是手术实际花费的时间！

一般：

(base + offset) - base ≡ offset mod 2^32

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您想测试 GetTickCount() 包装时会发生什么，您可以启用 Application Verifier 的 TimeRollOver 测试。

来自Using Application Verifier Within Your Software Development Lifecycle：

TimeRollOver 强制 GetTickCount 和 TimeGetTime API 以比通常更快的速度翻转。这使应用程序可以更轻松地测试其对时间翻转的处理。

【讨论】：

【解决方案4】：

我建议计算两个刻度之间的实际经过时间，而不是依赖编译器为您处理它：

const DWORD interval = 20000;

#define TICKS_DIFF(prev, cur) ((cur) >= (prev)) ? ((cur)-(prev)) : ((0xFFFFFFFF-(prev))+1+(cur))

DWORD ticks = GetTickCount();
while(true)
{
    DoTasksThatTakeVariableTime();

    DWORD curticks = GetTickCount();
    if( TICKS_DIFF(ticks, curticks) > interval )
    {
        DoIntervalTasks();
        ticks = GetTickCount();
    }
}

【讨论】：

【解决方案5】：

我最近遇到了这个问题。我正在处理的代码在很多地方使用 GetTickCount() 来确定程序是否在特定任务上花费了太多时间，如果是，它将使该任务超时并重新安排它以供以后执行。会发生的情况是，如果 GetTickCount() 在某个测量周期内包装，它会导致代码过早超时。这是一项持续运行的服务，因此每隔 49 天，它就会出现一次小故障。

我通过编写一个在内部使用 GetTickCount() 的计时器类来修复它，但检测到值何时包装并补偿它。

【讨论】：

【解决方案6】：

您可以对其进行测试；) - 我在这里有一个简单的测试应用程序，它将启动一个应用程序并在其中挂钩 GetTickCount()，以便您可以从测试应用程序的 GUI 控制它。我写它是因为在某些应用程序中删除 GetTickCount() 调用并不容易。

TickShifter 是免费的，可在此处获得：http://www.lenholgate.com/blog/2006/04/tickshifter-v02.html

我在写一系列关于测试驱动开发的文章时写了它，其中使用了一些以错误方式使用GetTickCount() 的代码。

如果您有兴趣，可以在这里找到文章：http://www.lenholgate.com/blog/2004/05/practical-testing.html

但是，总而言之，您的代码可以工作...

【讨论】：

【解决方案7】：

这篇文章对我有帮助，但我认为有一个错误：

#define TICKS_DIFF(prev, cur) ((cur) >= (prev)) ? ((cur)-(prev)) : ((0xFFFFFFFF-(prev))+(cur))

当我在环绕点进行测试时，我发现它偏离了 1。

对我有用的是：

define TICKS_DIFF(prev, cur) ((cur) >= (prev)) ? ((cur)-(prev)) : ((0xFFFFFFFF-(prev))+(cur)+1)

【讨论】：

或者您是否尝试过更简单的等价物：TICKS_DIFF(prev,cur) ((cur)-(prev)) 它甚至可以使用环绕。

【解决方案8】：

您当然需要处理这个刻度线问题。

Linux 内核通过以下技巧来处理此类滴答问题：

#define time_after(a,b) ((long)(b) - (long)(a)

想法是将unsigned转换为有符号并比较它们的值，那么只有|a-b|

您可以试试这个技巧并了解它的工作原理。

因为 DWORD 也是 unsigned int，所以这个技巧也应该适用于 windows。

所以你的代码可能是这样的：

常量 DWORD 间隔 = 20000;

DWORD 刻度 = GetTickCount() + 间隔；

而（真）{
DoTasksThatTakeVariableTime();

if(time_after(ticks, GetTickCount())
{
    DoIntervalTasks();
    ticks = GetTickCount() + interval;
} 
}

只有间隔小于 0x2^30 才有效。

【讨论】：

【解决方案9】：

我知道这在近 11 年后完全无关紧要，并且从 Vista 开始包含 GetTickCount64()，但这里有一些帮助代码，我从永远以来一直在我的 takeit 中使用，我曾经使用过这是一个问题。

inline DWORD GetElapsed(DWORD from, DWORD to = ::GetTickCount())
{
  if (from < to)        //check for wrap around condition
      return (to - from);
  else
      return ((0xFFFFFFFFL - from) + 1 + to);
}

用法

DWORD start = ::GetTickCount();

// Some time later

DWORD elapsed = GetElapsed(start);

担心的不是您的操作可能需要超过 49.7 天，而是滴答计数器可能会在您的操作期间翻转，从而使您的经过时间计算不可靠。

当然，现在因为 GetTickCount64() 而一切都无关紧要了

【讨论】：