2208-程序计时方法

常用的程序计时方法，总结来自师兄

方法1：time

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

int main()
{
    time_t tm_now;

    time(&tm_now);

    // 1970-1-1,00:00:00到现在的秒数
    printf("now time is %ld second\\n", tm_now);

    // 转换成本地时间，精确到秒
    struct tm *p_local_tm ;
    p_local_tm = localtime(&tm_now) ;
    printf("now datetime: %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\\n",
        p_local_tm->tm_year+1900,
        p_local_tm->tm_mon+1,
        p_local_tm->tm_mday,
        p_local_tm->tm_hour,
        p_local_tm->tm_min,
        p_local_tm->tm_sec);

    return 0;
}

方法2：gettimeofday

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>

int main()
{
    struct timeval tm_now;

    // 获取当前时间戳(tv_sec, tv_usec)
    gettimeofday(&tm_now,NULL); // 第二个参数是时区

    // 转换成本地时间，精确到秒
    struct tm *p_local_tm;
    p_local_tm = localtime(&tm_now.tv_sec) ;
    printf("now datetime: %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d.%06ld\\n",
        p_local_tm->tm_year+1900,
        p_local_tm->tm_mon+1,
        p_local_tm->tm_mday,
        p_local_tm->tm_hour,
        p_local_tm->tm_min,
        p_local_tm->tm_sec,
        tm_now.tv_usec); // 有微秒时间戳了

    return 0;
}

方法3：clock_gettime

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

void print_timestamp(int use_monotonic)
{
    struct timespec tm_now;

    // 获取当前时间戳(tv_sec, tv_usec)
    if(use_monotonic)
        clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &tm_now);
        // 单调时间，屏蔽手动修改时间
    else
        clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tm_now);
        // 机器时间

    // 转换成本地时间，精确到秒
    struct tm *p_local_tm;
    p_local_tm = localtime(&tm_now.tv_sec) ;
    printf("now datetime: %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d.%09ld\\n",
        p_local_tm->tm_year+1900,
        p_local_tm->tm_mon+1,
        p_local_tm->tm_mday,
        p_local_tm->tm_hour,
        p_local_tm->tm_min,
        p_local_tm->tm_sec,
        tm_now.tv_nsec);
        // 纳秒时间
}

方法4：chrono库

#include<chrono>

auto start = std::chrono::system_clock::now();

...

auto end = std::chrono::system_clock::now();
std::chrono::duration<double> elapsed_seconds = end - start;
time1 = elapsed_seconds.count();

方法5：rdtsc

最精准也是最难用的方法

uint64_t get_tsc() // Time Stamp Counter寄存器
{
#ifdef __i386__
    uint64_t x;
    __asm__ volatile("rdtsc" : "=A"(x));
    return x;
#elif defined(__amd64__) || defined(__x86_64__)
    uint64_t a, d;
    __asm__ volatile("rdtsc" : "=a"(a), "=d"(d));
    return (d << 32) | a;
#else // ARM架构
    uint32_t cc = 0;
    __asm__ volatile ("mrc p15, 0, %0, c9, c13, 0":"=r" (cc));
    return (uint64_t)cc;
#endif
}

使用限制：

1. 机器需要有constant_tsc的特性，使用：cat /proc/cpu_info | grep constant_tsc 命令可以确定是否有该特性
2. 乱序执行核能会打乱时钟周期的测量，必要时需要制造“依赖指令”去避免乱序执行
3. 必要时需要使用memory barrier
4. cat /proc/cpuinfo | grep rdtscp 如果开启，可以使用rdtscp，更精准一点。使用方法基本一致：

   uint64_t get_tscp() { uint64_t a, d; __asm__ volatile("rdtscp" : "=a"(a), "=d"(d)); return (d << 32) | a; }

小结

• 如果使用C++，那么使用chrono库是最好的选择，相信STL不会翻大车
• 如果机器有constant tsc特性，那么可以使用rdtsc方法
• 如果没有，那么使用gettimeofday时一个比较稳定的方法