linux编程之C语言代码执行时间测试方法

四种方法,分别是clock, times, gettimeofday, getrusage。

最常用的方法为gettimeofday()直接提取硬件时钟进行运算,得到的结果的精度较高,但是也正由于它提取硬件时钟的原因,这个方法只能计算程序开始时间和结束时间的差值。而此时系统中如果在运行其他的后台程序,可能会影响到最终结果的值。如果后台繁忙,系统dispatch过多的话,并不能完全真实反映被测量函数的运行时间。

getrusage()用来获取进程的相关资源信息,其中的r是resource。如:用户开销时间,系统开销时间,接收的信号量等等;时间只是其中的一部分,我试了该方法,没有原帖中说的准确,时间甚至会超过gettimeofday计算的时间。

clock()得到的是耗费在本程序上的CPU时间片的数量,也就是Clock Tick的值。该值必须除以CLOCKS_PER_SEC这个宏值,得到时间值。

函数执行时间,一是函数本身的执行时间,另外是在本函数执行过程中,其他的进程或线程抢占了CPU的调度时间,用gettimeofday计算时需要考虑第二种因素。


  1. #include <sys/time.h>
  2. #include<stdio.h>
  3. #include<unistd.h>

  4. main() 
  5. { 
  6.     struct timeval tpstart,tpend; 
  7.     long long timeuse; 

  8.     gettimeofday(&tpstart,NULL); 
  9.     function(); //测试函数
  10.     gettimeofday(&tpend,NULL); 
  11.     timeuse=1000*(tpend.tv_sec-tpstart.tv_sec)+ 
  12.     (tpend.tv_usec-tpstart.tv_usec)/1000; 
  13.     printf("Used Time:%d/n",timeuse); 
  14.     exit(0); 
  15. }


说明参考: http://cookiebear.info/archives/351

原文如下:

最近突然有必要测试C语言中各个函数的运行时间,于是就搜索了一下,发现有4种方法可以达成测算程序运行时间的目的。
它们分别是使用clock, times, gettimeofday, getrusage来实现的。下面就来逐一介绍,并比较它们的优劣点。

系统测试环境:
VirtualBox (Ubuntu 9.10)
gcc version 4.4.1
libc6 2.10.1-0ubuntu16
Core Duo T2500 2GMHz

首先先贴出我测试用的程序吧。
程序做的处理很简单,就是填写一个1024*1024的矩阵。
只要修改第11行的定义值,就可以使用不同的测量方法了。

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#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
 
#define TEST_BY_CLOCK           (char)(0x00)
#define TEST_BY_TIMES           (char)(0x01)
#define TEST_BY_GETTIMEOFDAY    (char)(0x02)
#define TEST_BY_GETRUSAGE       (char)(0x03)
#define TEST_METHOD             (TEST_BY_GETTIMEOFDAY)
 
#define COORDINATION_X          (int)(1024)
#define COORDINATION_Y          (int)(1024)
 
static int g_Matrix[COORDINATION_X][COORDINATION_Y];
 
double getTimeval()
{
     struct rusage stRusage;
     struct timeval stTimeval;
     if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETTIMEOFDAY) {
         gettimeofday(&stTimeval, NULL);
     } else if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETRUSAGE) {
         getrusage(RUSAGE_SELF, &stRusage);
         stTimeval = stRusage.ru_utime;
     }
     return stTimeval.tv_sec + ( double )stTimeval.tv_usec*1E-6;
}
 
int main()
{
     int i, j;
     int n = 0;
     clock_t clockT1, clockT2;
     double doubleT1, doubleT2;
 
     if (TEST_METHOD == TEST_BY_CLOCK) {
         clockT1 = clock ();
     } else if (TEST_METHOD == TEST_BY_TIMES) {
         times(&clockT1);
     } else if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETTIMEOFDAY) {
         doubleT1 = getTimeval();
     } else if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETRUSAGE) {
         doubleT1 = getTimeval();
     }
 
     for (i = 0; i < COORDINATION_X; i++) {
         for (j = 0; j < COORDINATION_Y; j++) {
             g_Matrix[i][j] = i * j;
         }
     }
 
     if (TEST_METHOD == TEST_BY_CLOCK) {
         clockT2 = clock ();
         printf ( "Time result tested by clock = %10.30f\n" ,
                 ( double )(clockT2 - clockT1)/CLOCKS_PER_SEC);
     } else if (TEST_METHOD == TEST_BY_TIMES) {
         times(&clockT2);
         printf ( "Time result tested by times = %10.30f\n" ,
                 ( double )(clockT2 - clockT1)/sysconf(_SC_CLK_TCK));
     } else if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETTIMEOFDAY) {
         doubleT2 = getTimeval();
         printf ( "Time result tested by gettimeofday = %10.30f\n" ,
                 ( double )(doubleT2 - doubleT1));
     } else if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETRUSAGE) {
         doubleT2 = getTimeval();
         printf ( "Time result tested by getrusage = %10.70f\n" ,
                 ( double )(doubleT2 - doubleT1));
     }
 
     return 0;
}

使用clock的方法:
clock是ANSI C的标准库函数,关于这个函数需要说明几点。
首先,它返回的是CPU耗费在本程序上的时间。也就是说,途中sleep的话,由于CPU资源被释放,那段时间将不被计算在内。
其次,得到的返回值其实就是耗费在本程序上的CPU时间片的数量,也就是Clock Tick的值。该值必须除以CLOCKS_PER_SEC这个宏值,才能最后得到ss.mmnn格式的运行时间。在POSIX兼容系统中,CLOCKS_PER_SEC的值为1,000,000的,也就是1MHz。
最后,使用这个函数能达到的精度大约为10ms。

使用times的方法:
times的用法基本和clock类似,同样是取得CPU时间片的数量,所不同的是要除以的时间单位值为sysconf(_SC_CLK_TCK)。

使用gettimeofday的方法:
用gettimeofday直接提取硬件时钟进行运算,得到的结果的精度相比前两种方法提高了很多。
但是也正由于它提取硬件时钟的原因,这个方法只能计算程序开始时间和结束时间的差值。而此时系统中如果在运行其他的后台程序,可能会影响到最终结果的值。如果后台繁忙,系统dispatch过多的话,并不能完全真实反映被测量函数的运行时间。

使用getrusage的方法:
getrusage得到的是程序对系统资源的占用信息。只要指定了RUSAGE_SELF,就可以得到程序本身运行所占用的系统时间。
可以说是精度最高的测量方法了。

自己试用了这四种方法,感觉需要高精度测试的话,getrusage和gettimeofday都可以选择。需要长时间测试的话,clock也是不错的,尤其是考虑到它的通用性。


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转载自blog.csdn.net/bingyu880101/article/details/50595656
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