dotnet下时间精度测量

在《dotnet程序优化心得》一文中我主要采用DateTime.Now.Ticks来测量时间，文中我说DateTime.Now.Ticks能够得到精确的时间，Ninputer指出这是一个错误的说法，DateTime.Now测不准ms级时间。我测试了一下，结果确实如此。测试代码如下：

 1
 2static void Main(string[] args) 
 3

运行结果：DateTime.Now.Ticks时间精度:10ms

yinh找到了一个程序QueryPerfCounter，可以进行精确的时间测量。代码如下：

 1using System; 
 2using System.ComponentModel; 
 3using System.Runtime.InteropServices; 
 4
 5public class QueryPerfCounter 
 6

  我搜了一下，该程序原出处应该是http://channel9.msdn.com/wiki/default.aspx/PerformanceWiki.HowToTimeManagedCode

采用以下代码测试其时间精度：

1static void Main(string[] args) 
2}

结果：

QueryPerfCounter时间精度：3911.1116077602ns

如果测试之前这么来一下：

// Call the object and methods to JIT before the test run
QueryPerfCounter myTimer = new QueryPerfCounter();
myTimer.Start();
myTimer.Stop();

结果大概是1微妙。

也就是说QueryPerfCounter的测试精度是1微妙，这主要是因为方法调用和执行要花去一些时间。为了得到更精确的时间测量，必须对此进行时间校准，扣除方法调用和执行的时间.我在构造函数里面加了校准项。完整代码如下：

 1using System;
 2using System.ComponentModel; 
 3using System.Runtime.InteropServices;
 4
 5    public class QueryPerfCounter 
 6

  采用下面这个方法测试校准效果：

 1        static void TestCheckPrecision()
 2

运行结果：

QueryPerfCounter时间精度异常：-838.095344520044ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-558.730229680029ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-558.730229680029ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-838.095344520044ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-838.095344520044ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-838.095344520044ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-838.095344520044ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-558.730229680029ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-838.095344520044ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-838.095344520044ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-558.730229680029ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-558.730229680029ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-838.095344520044ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-345854.012171938ns
QueryPerfCounter时间精度异常：279.365114840015ns
QueryPerfCounter时间精度异常：-55314.2927383229ns
QueryPerfCounter时间精度异常：279.365114840015ns
QueryPerfCounter时间精度异常：5307.93718196028ns
QueryPerfCounter时间精度异常：279.365114840015ns
QueryPerfCounter时间精度异常：279.365114840015ns
QueryPerfCounter时间精度异常：279.365114840015ns
共进行10000次QueryPerfCounter的时间精度测试
其中22次QueryPerfCounter的时间精度异常
时间校准有效性99.78%

也就是说99.78%情况下都得到了很好的校准，只有极少数情况校准会出现异常现象不为零，有时这一波动甚至很大，到了5.3微妙。这个结果很满意了，因为异常的测试结果可以很简单的发现出来。但是是不是说明，校准后的类的测量误差就差不多就是纳秒级的呢？我后来又做了一个测试发现不是这样，测试代码如下：

 1        static void TestPrecision()
 2

 对于循环
    for(i=0;i<j;i++)
    {
     int l;
    }

当j很小的时候，耗时为0ns，随着n逐渐增大，耗时会一下子跳到279.365114840015ns，然后是558.730229680029ns。我摘几条结果：

QueryPerfCounter时间精度：0ns
第73次循环，耗时0ns

QueryPerfCounter时间精度：0ns
第74次循环，耗时279.365114840015ns

QueryPerfCounter时间精度：0ns
第75次循环，耗时0ns

QueryPerfCounter时间精度：0ns
第76次循环，耗时279.365114840015ns

QueryPerfCounter时间精度：0ns
第88次循环，耗时558.730229680029ns

QueryPerfCounter时间精度：0ns
第89次循环，耗时279.365114840015ns

也就是说，对我的机器现在配置来说(1.5G迅驰，2003 server，.net framework 1.1），测量的最基本时间单位是279.365114840015ns，不能得出更精确的时间了。

因此，推荐的测试方法是采用校对后的QueryPerfCounter，多测量几次，去掉最高值，去掉最低值（这两个一定要去掉），然后取平均值，这样能够得到非常精确的测量结果，测量误差约为0.3微妙。