clock() 时间精度.h

Question

我正在尝试计算函数运行时使用的刻度数，并使用

clock()

函数来计算，如下所示：

clock_t time = clock();
myfunction();
clock_t time2 = clock() - time;
printf("time elapsed : %lu",time2);

但问题是它返回的值是10000的倍数，我认为是

CLOCKS_PER_SECOND

。有没有更精确的方法或等效函数值？

我使用的是 Ubuntu 64 位，但如果该解决方案可以在 Windows 和 Mac OS 等其他系统上运行，我会更喜欢。

Answer 1

POSIX 中有许多更准确的计时器。

• gettimeofday()

  - 官方已过时，但非常广泛可用；微秒分辨率。

• clock_gettime()

  -

  gettimeofday()

  的替代品（但不一定如此广泛使用；在旧版本的 Solaris 上，需要

  -lposix4

  才能链接），具有纳秒分辨率。

还有其他或多或少具有历史性、便携性和分辨率的亚秒计时器，包括：

• ftime()

  - 毫秒分辨率（在 POSIX 2004 中标记为“遗留”；不在 POSIX 2008 中）。

• clock()

  - 你已经知道了。请注意，它测量的是 CPU 时间，而不是经过的（挂钟）时间。

• times()

  -

  CLK_TCK

  或

  HZ

  。 请注意，这测量父进程和子进程的 CPU 时间。

除非没有更好的办法，否则不要使用

ftime()

或

times()

。 最终的后备方案是

，但不能满足您的直接要求

• time()

  - 一秒分辨率。

clock()

函数以

CLOCKS_PER_SEC

为单位进行报告，POSIX要求其为1,000,000，但增量发生的频率可能较低（每秒100次是一种常见频率）。 返回值必须除以

CLOCKS_PER_SEC

才能得到以秒为单位的时间。

Answer 2

测量时间最精确（但高度不便携）的方法是计算 CPU 滴答数。

例如在 x86 上

 unsigned long long int asmx86Time ()
 {
   unsigned long long int realTimeClock = 0;
   asm volatile ( "rdtsc\n\t"         
                  "salq $32, %%rdx\n\t"    
                  "orq %%rdx, %%rax\n\t"   
                  "movq %%rax, %0"         
                  : "=r" ( realTimeClock ) 
                  : /* no inputs */
                  : "%rax", "%rdx" );
   return realTimeClock;
 }

 double cpuFreq ()
 {
   ifstream file ( "/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq" );
   string sFreq; if ( file ) file >> sFreq;
   stringstream ssFreq ( sFreq ); double freq = 0.;
   if ( ssFreq ) { ssFreq >> freq; freq *= 1000; } // kHz to Hz
   return freq;
 }

 // Timing

 unsigned long long int asmStart = asmx86Time ();
 doStuff ();
 unsigned long long int asmStop  = asmx86Time ();
 float asmDuration = ( asmStop - asmStart ) / cpuFreq ();

如果您没有 x86，则必须根据您的 CPU 重新编写汇编代码。如果您需要最大精度，不幸的是，这是唯一的方法......否则请使用clock_gettime()。

Answer 3

根据clock()手册页，在POSIX平台上，CLOCKS_PER_SEC宏的值必须是1000000。正如你所说，从clock()获得的返回值是10000的倍数，这意味着分辨率是10女士

另请注意，Linux 上的 Clock() 返回程序使用的处理器时间的近似值。同样，在 Linux 上，调度程序统计信息会在调度程序以 CONFIG_HZ 频率运行时更新。因此，如果周期性计时器滴答频率为 100 Hz，您将获得分辨率为 10 ms 的进程 CPU 时间消耗统计信息。

Walltime 测量不受此限制，并且可以更加准确。现代 Linux 系统上的 Clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ...) 提供纳秒分辨率。

Answer 4

我同意乔纳森的解决方案。这是具有纳秒精度的clock_gettime() 的实现。

//Import 
 #define _XOPEN_SOURCE 500
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <unistd.h>
 #include <time.h>
 #include <sys/time.h>


 int main(int argc, char *argv[])
 {   
     struct timespec ts;
     int ret;
     while(1)
     {
         ret = clock_gettime (CLOCK_MONOTONIC, &ts);
         if (ret) 
         {
             perror ("clock_gettime");
             return;
         }
         ts.tv_nsec += 20000; //goto sleep for 20000 n
         printf("Print before sleep tid%ld %ld\n",ts.tv_sec,ts.tv_nsec );
        // printf("going to sleep tid%d\n",turn );
         ret = clock_nanosleep (CLOCK_MONOTONIC, TIMER_ABSTIME,&ts, NULL);

     }
 }

虽然很难达到 ns 精度，但是可以用来获得小于一微秒（700-900 ns）的精度。上面的 printf 用于仅打印线程 # （打印一条语句肯定需要 2-3 微秒）。