程序內如何計算一個函數(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)行結果如下:
root@ubuntu:/home/peng/zhh# ./a.out
you can call your function here
CLOCK_MONOTONIC 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,實際在應用中,尤其是在網(wǎng)絡通信中,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,并把結果存放到t1
參數(shù):
t1:對應函數(shù)執(zhí)行執(zhí)行結束的時間
t2:對應函數(shù)執(zhí)行之前的時間
返回值:
無
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_MONOTONIC, &ts_start);
59 usleep(200);
60
61 rc = clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &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_MONOTONIC 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)行結果。第3-6行為執(zhí)行命令"date"的時間統(tǒng)計結果,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)行結果:
root@ubuntu:/home/peng/zhh# time ./a.out
** Total time 10s + 8178015 nsec
real 0m10.009s
user 0m0.000s
sys 0m0.000s
結果和預期基本一致。
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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