程序内如何计算一个函数的执行时间？

2021-02-24 14:20

一口Linux

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编译

gcc runtime．c －lrt

注意需要增加动态链接库lrt，函数clock＿gettime（）定义于该库中。

执行结果如下：

root＠ubuntu：／home／peng／zhh＃．／a．out
you can call your function here
CLOCK＿MONOTONIC reports 0．000013689 seconds

3．实例2－更完善的一个例子

第一个实例比较简单，实际在应用中，尤其是在网络通信中，经常需要计算收发数据包的总共时间，以网络的速率。现在我们增加功能如下：

检查执行函数前后的时间戳合法性，因为有时候记录的时间会比较长，会有数据溢出等问题循环累加总共执行时间，计算总共执行时间，然后根据执行次数计算平均执行时间a）检查时间合法性timespec＿check（）static int timespec＿check（struct timespec ＊t）
｛
if（（t－＞tv＿nsec ＜0 ）｜｜（t－＞tv＿nsec ＞＝ 1000000000））
return －1；
return 0；
｝
功能：
该函数检查时间戳的成员tv＿nsec，该值不能小于0，也不能大于1000000000
参数：
t 时间戳
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 超过1000000000，秒需要加1
t1－＞tv＿sec＋＋；
t1－＞tv＿nsec －＝ 1000000000；
｝
else if （t1－＞tv＿nsec ＜ 0）
｛／／tv＿nsec 小于0，秒需要减1
t1－＞tv＿sec－－；
t1－＞tv＿nsec ＋＝ 1000000000；
｝
｝
功能：
该函数首先检查参数t1、t2合法性，然后用t1的时间减去t2的时间，并把结果存放到t1
参数：
t1：对应函数执行执行结束的时间
t2：对应函数执行之前的时间
返回值：
无
b）实现 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 ｝

编译执行如下：

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

三、计算程序的执行时间

有时候我们还想知道执行某个程序需要多少时间，我们可以借助命令time。

1．命令time

Linux time命令的用途，在于量测特定指令执行时所需消耗的时间及系统资源等信息。

CPU资源的统计包括实际使用时间（real time）、用户态使用时间（the process spent in user mode）、内核态使用时间（the process spent in kernel mode）。

2．语法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
在以上实例中，执行命令＂time date＂（见第1行）。系统先执行命令＂date＂，第2行为命令＂date＂的执行结果。第3－6行为执行命令＂date＂的时间统计结果，其中第4行＂real＂为实际时间，第5行＂user＂为用户CPU时间，第6行＂sys＂为系统CPU时间。以上三种时间的显示格式均为MMmNN［．FFF］s。5．例2

我们也可以测试上一章我们编写的程序：

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

下面我们将59行代码中的usleep（200）修改成sleep（1）重新编译执行，10秒后会打印如下执行结果：

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

结果和预期基本一致。

大家可以根据我的代码，方便的将该功能移植到自己的项目中。

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