如何测量CPU时间

Question

如果我有以下代码：

clock_t t;
t = clock();
//algorithm
t = clock() - t;

t

等于运行程序的滴答数。这与 CPU 时间相同吗？

如何比较两种算法的 CPU 时间？

操作系统：Debian GNU/Linux

Answer 1

指定

clock()

来测量 CPU 时间，但并非所有实现都这样做。特别是微软在VS中的实现在多线程运行时不计算额外的时间，或者在程序的线程休眠/等待时计算较少的时间。

另请注意，

clock()

应测量整个程序使用的 CPU 时间，因此，虽然将测量

//algorithm

中的多个线程使用的 CPU 时间，但不属于

//algorithm

的其他线程也会被计算在内。

clock()

是标准中指定的唯一测量 CPU 时间的方法，但是肯定还有其他特定于平台的方法来测量 CPU 时间。

std::chrono

不包含任何用于测量 CPU 时间的时钟。它只有一个与系统时间同步的时钟、一个相对于实时以稳定速率前进的时钟以及一个“高分辨率”但不一定测量 CPU 时间的时钟。

Answer 2

#include <ctime>

std::clock_t c_start = std::clock();
// your_algorithm
std::clock_t c_end = std::clock();

long_double time_elapsed_ms = 1000.0 * (c_end-c_start) / CLOCKS_PER_SEC;
std::cout << "CPU time used: " 
          << time_elapsed_ms 
          << " ms\n";

当然，如果你以秒为单位显示时间：

std::cout << "CPU time used: " 
          << time_elapsed_ms / 1000.0 
          << " s\n";

来源：http://en.cppreference.com/w/cpp/chrono/c/clock

Answer 3

使用 pthread 执行此操作的非标准方法是：

#include <pthread.h>
#include <time.h>

timespec cpu_time()
{
    thread_local bool initialized(false);
    thread_local clockid_t clock_id;

    if (!initialized)
    {
        pthread_getcpuclockid(pthread_self(), &clock_id);
        initialized = true;
    }

    timespec result;
    clock_gettime(clock_id, &result);
    return result;    
}

补充：更标准的做法是：

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

int main(int argc, char* argv[])
{
    struct rusage r;

    getrusage(RUSAGE_SELF, &r);

    printf("CPU usage: %d.%06d\n", r.ru_utime.tv_sec, r.ru_utime.tv_usec);
}

Answer 4

C++ 有一个 chrono 库。请参阅 http://en.cppreference.com/w/cpp/chrono。通常还存在依赖于平台的方法来获取高分辨率计时器（显然因平台而异）。

Answer 5

clock() 将测量 Linux 上的 CPU 时间和 Windows 上的 wall time。 要测量 Windows 中的 CPU 时间，您可以使用“processthreadsapi”：

#include <stdio.h>
#include <processthreadsapi.h>

double get_cpu_time(){
    FILETIME a,b,c,d;
    if (GetProcessTimes(GetCurrentProcess(),&a,&b,&c,&d) != 0){
        //  Returns total user time.
        //  Can be tweaked to include kernel times as well.
        return
            (double)(d.dwLowDateTime |
            ((unsigned long long)d.dwHighDateTime << 32)) * 0.0000001;
    }else{
        //  Handle error
        return 0;
    }
}

int main () {
    double begin = get_cpu_time();
    // Algorithm
    double end = get_cpu_time();
    double elapsed = (end - begin);

    return 0;
}