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程序內(nèi)如何計算一個函數(shù)的執(zhí)行時間?

編譯

gcc runtime.c -lrt

注意需要增加動態(tài)鏈接庫lrt,函數(shù)clock_gettime()定義于該庫中。

執(zhí)行結(jié)果如下:

root@ubuntu:/home/peng/zhh# ./a.out
you can call your function here
CLOCK_M(jìn)ONOTONIC reports 0.000013689 seconds

3. 實例2-更完善的一個例子

第一個實例比較簡單,實際在應(yīng)用中,尤其是在網(wǎng)絡(luò)通信中,經(jīng)常需要計算收發(fā)數(shù)據(jù)包的總共時間,以網(wǎng)絡(luò)的速率,F(xiàn)在我們增加功能如下:

檢查執(zhí)行函數(shù)前后的時間戳合法性,因為有時候記錄的時間會比較長,會有數(shù)據(jù)溢出等問題循環(huán)累加總共執(zhí)行時間,計算總共執(zhí)行時間,然后根據(jù)執(zhí)行次數(shù)計算平均執(zhí)行時間a) 檢查時間合法性timespec_check()static int timespec_check(struct timespec *t)

if((t->tv_nsec <0 ) || (t->tv_nsec >= 1000000000))
 return -1;
return 0;

功能:
該函數(shù)檢查時間戳的成員tv_nsec,該值不能小于0,也不能大于1000000000
參數(shù):
t 時間戳
返回值
成功返回 0
非法返回-1
timespec_sub()static void timespec_sub(struct timespec *t1,  struct timespec *t2)

if (timespec_check(t1) < 0) {
 fprintf(stderr, "invalid time #1: %lld.%.9ld.",
  (long long) t1->tv_sec,t1->tv_nsec);
 return;

if (timespec_check(t2) < 0) {
 fprintf(stderr, "invalid time #2: %lld.%.9ld.",
  (long long) t2->tv_sec,t2->tv_nsec);
 return;

t1->tv_sec -= t2->tv_sec;
t1->tv_nsec -= t2->tv_nsec;
if (t1->tv_nsec >= 1000000000)
{//tv_nsec 超過1000000000,秒需要加1
 t1->tv_sec++;
 t1->tv_nsec -= 1000000000;

else if (t1->tv_nsec < 0)
{//tv_nsec 小于0,秒需要減1
 t1->tv_sec--;
 t1->tv_nsec += 1000000000;


功能:
該函數(shù)首先檢查參數(shù)t1、t2合法性,然后用t1的時間減去t2的時間,并把結(jié)果存放到t1
參數(shù):
t1:對應(yīng)函數(shù)執(zhí)行執(zhí)行結(jié)束的時間
t2:對應(yīng)函數(shù)執(zhí)行之前的時間
返回值:

b) 實現(xiàn)  1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <stdint.h>
 4 #include <time.h>
 5 #include <sys/time.h>
 6 #include <sys/stat.h>
 7 #include <sys/types.h>
 8 #include <unistd.h>
 9 #include <string.h>
10
11
12 static int timespec_check(struct timespec *t)
13 {
14     if((t->tv_nsec <0 ) || (t->tv_nsec >= 1000000000))
15         return -1;
16
17     return 0;
18 }
19
20 static void timespec_sub(struct timespec *t1,  struct timespec *t2)
21 {
22     if (timespec_check(t1) < 0) {
23         fprintf(stderr, "invalid time #1: %lld.%.9ld.",
24             (long long) t1->tv_sec,t1->tv_nsec);
25         return;
26     }
27     if (timespec_check(t2) < 0) {
28         fprintf(stderr, "invalid time #2: %lld.%.9ld.",
29             (long long) t2->tv_sec,t2->tv_nsec);
30         return;
31     }
32
33     t1->tv_sec -= t2->tv_sec;
34     t1->tv_nsec -= t2->tv_nsec;
35     if (t1->tv_nsec >= 1000000000)
36     {
37         t1->tv_sec++;
38         t1->tv_nsec -= 1000000000;
39     }
40     else if (t1->tv_nsec < 0)
41     {
42         t1->tv_sec--;
43         t1->tv_nsec += 1000000000;
44     }
45 }
46
47 int main()
48 {
49     int rc;
50     int count = 10;
51     long t_time_n = 0;  //nano secend
52     long t_time_s = 0;  //secnd
53     struct timespec ts_start, ts_end;
54
55
56     while (count--) {
57
58         rc = clock_gettime(CLOCK_M(jìn)ONOTONIC, &ts_start);
59         usleep(200);
60
61         rc = clock_gettime(CLOCK_M(jìn)ONOTONIC, &ts_end);                                                        
62
63         timespec_sub(&ts_end, &ts_start);
64         t_time_n += ts_end.tv_nsec;
65         t_time_s += ts_end.tv_sec;
66
67         #if 0
68         printf("CLOCK_M(jìn)ONOTONIC reports %ld.%09ld seconds",
69                 ts_end.tv_sec, ts_end.tv_nsec);    
70         #endif
71     }
72     printf("** Total time %lds + %ld nsec",t_time_s,t_time_n);
73 }

編譯執(zhí)行如下:

root@ubuntu:/home/peng/zhh# ./a.out
** Total time 0s + 9636103 nsec

三、計算程序的執(zhí)行時間

有時候我們還想知道執(zhí)行某個程序需要多少時間,我們可以借助命令time。

1. 命令time

Linux time命令的用途,在于量測特定指令執(zhí)行時所需消耗的時間及系統(tǒng)資源等信息。

CPU資源的統(tǒng)計包括實際使用時間(real time)、用戶態(tài)使用時間(the process spent in user mode)、內(nèi)核態(tài)使用時間(the process spent in kernel mode)。

2. 語法time [options] COMMAND [arguments]
3. 例11. root@ubuntu:/home/peng/zhh# time date  
2. Tue Feb 23 03:44:27 PST 2021
3.
4. real    0m0.001s
5. user    0m0.000s
6. sys     0m0.000s
在以上實例中,執(zhí)行命令"time date"(見第1行)。系統(tǒng)先執(zhí)行命令"date",第2行為命令"date"的執(zhí)行結(jié)果。第3-6行為執(zhí)行命令"date"的時間統(tǒng)計結(jié)果,其中第4行"real"為實際時間,第5行"user"為用戶CPU時間,第6行"sys"為系統(tǒng)CPU時間。以上三種時間的顯示格式均為MMmNN[.FFF]s。5. 例2

我們也可以測試上一章我們編寫的程序:

root@ubuntu:/home/peng/zhh# time ./a.out
** Total time 0s + 9649603 nsec, avg_time = -9649603.000000
real 0m0.010s
user 0m0.000s
sys     0m0.000s

下面我們將59行代碼中的usleep(200)修改成sleep(1)重新編譯執(zhí)行,10秒后會打印如下執(zhí)行結(jié)果:

root@ubuntu:/home/peng/zhh# time ./a.out
** Total time 10s + 8178015 nsec
real 0m10.009s
user 0m0.000s
sys  0m0.000s

結(jié)果和預(yù)期基本一致。

大家可以根據(jù)我的代碼,方便的將該功能移植到自己的項目中。


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聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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