NDK中的测量时间

2024-03-03 18:21:16

在NDK中测量时间，有四种方法。

LINUX系统方法

gettimeofday

以秒和微秒的形式返回自从Epoch(1970-01-01 00:00:00 +0000 (UTC))时间以来，系统已经经过了多少时间。这个函数会受到系统的时间跳变的影响，比如系统管理员重新设置了系统时间。clock_gettime则不受这个的影响(使用特定的时钟时)。
从POSIX.1-2008开始，这个函数被标记为弃用，并推荐使用clock_gettime

#include <sys/time.h>

//时间通过tv返回
//tz参数已经被废弃，必须设置为NULL
//若获取失败，则函数返回-1，否则函数返回0
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);

struct timeval {
    time_t      tv_sec;     /* seconds */
    suseconds_t tv_usec;    /* microseconds */
};

//使用示例：
struct timeval t1, t2;
gettimeofday(&t1, NULL); //begin
//do something...
gettimeofday(&t2, NULL); //end
int sec = t2.tv_sec - t1.tv_sec;    //秒
int usec = t2.tv_usec - t1.tv_usec; //微秒
double ms = sec * 1000.0 + usec / 1000.0; //毫秒
printf("time:%f ms", ms);

clock_gettime

以秒和纳秒的形式返回自从Epoch以来经过了多少时间。
https://linux.die.net/man/2/clock_gettime

#include <time.h>

//时间通过tp返回
//clk_id指定使用的clock id
//若获取成功，函数返回0，失败返回-1
int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);

struct timespec {
    time_t   tv_sec;        /* seconds */
    long     tv_nsec;       /* nanoseconds */
};
//使用
#include <time.h>
 
struct timespec time1 = {0, 0};
struct timespec time2 = {0, 0};
 
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time1);
//do somethings...
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time2);
cout << "time passed is: " << 
    (time2.tv_sec - time1.tv_sec)*1000 + 
    (time2.tv_nsec - time1.tv_nsec)/1000000 << "ms" << endl;

各种时钟：clockid_t

CLOCK_REALTIME：测量系统真实的时间，比如wall-clock，会受系统管理员调整系统时间的影响
CLOCK_REALTIME_COARSE ：CLOCK_REALTIME的快速但低精度版本
CLOCK_MONOTONIC：从某个不确定的点开始计时的单调递增的时间，比如开机，不受系统管理调整时间等的时间跳变的影响，但是如果adjtime使得时间增长，那么会受影响，也会受NTP的影响。
CLOCK_MONOTONIC_COARSE：CLOCK_MONOTONIC的快速低精度版本
CLOCK_MONOTONIC_RAW：与CLOCK_MONOTONIC类似，但是是基于硬件的时间，且不受adjtime和NTP的影响。
CLOCK_BOOTTIME：和CLOCK_MONOTONIC类似，但是会包括suspended时间，即suspended也在计时。
CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID：高精度的统计进程的CPU时间。
CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID：统计线程的CPU时间

time

获取自从Eroph以来，以秒为单位的时间。

#include <time.h>
//返回值：以秒为单位的时间
//t：若非NULL，则与返回值同义
time_t time(time_t *t);

语言提供

clock

C和C++都提供这个函数

//C
//Defined in header <time.h>
clock_t clock(void);

//C++
//Defined in header <ctime>
std::clock_t clock();

这个函数返回程序一个大概的CPU耗时，至于起点则不一定和程序的开始点一致，和具体的实现相关。所以，这个函数单一的调用返回值没有意义，只有两次调用之间的差值才有意义。
这个函数的计时可能比wall clock快或者慢。当本程序与另外的程序共享CPU时，那么就会比wall clock慢；当本程序在多线程执行时，那么就会比wall clock快，因为，比如每一秒内，本程序实际上耗费了多个(多线程)一秒的CPU时间.

//c++版本
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <chrono>
#include <ctime>
#include <thread>
 
// the function f() does some time-consuming work
void f()
{
    volatile double d = 0;
    for(int n=0; n<10000; ++n)
       for(int m=0; m<10000; ++m)
           d += d*n*m;
}
 
int main()
{
    std::clock_t c_start = std::clock();
    auto t_start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::thread t1(f);
    std::thread t2(f); // f() is called on two threads
    t1.join();
    t2.join();
    std::clock_t c_end = std::clock();
    auto t_end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
 
    std::cout << std::fixed << std::setprecision(2) << "CPU time used: "
              << 1000.0 * (c_end-c_start) / CLOCKS_PER_SEC << " ms\n"
              << "Wall clock time passed: "
              << std::chrono::duration<double, std::milli>(t_end-t_start).count()
              << " ms\n";
}

//输出：
CPU time used: 1590.00 ms   //因为本程序多线程，所以比wall clock快
Wall clock time passed: 808.23 ms

std::chrono::steady_clock

返回一个单调递增的时间，和CLOCK_MONOTONIC类似，最适合用来测量时间间隔

#include <iostream>
#include <vector>
#include <numeric>
#include <chrono>
 
volatile int sink;
int main()
{
    for (auto size = 1ull; size < 1000000000ull; size *= 100) {
        // record start time
        auto start = std::chrono::steady_clock::now();
        // do some work
        std::vector<int> v(size, 42);
        sink = std::accumulate(v.begin(), v.end(), 0u); // make sure it's a side effect
        // record end time
        auto end = std::chrono::steady_clock::now();
        std::chrono::duration<double> diff = end-start;
        std::cout << "Time to fill and iterate a vector of " 
                  << size << " ints : " << diff.count() << " s\n";
    }
}

//out:
Time to fill and iterate a vector of 1 ints : 2.43e-07 s
Time to fill and iterate a vector of 100 ints : 4.1e-07 s
Time to fill and iterate a vector of 10000 ints : 2.519e-05 s
Time to fill and iterate a vector of 1000000 ints : 0.00207669 s
Time to fill and iterate a vector of 100000000 ints : 0.423087 s


//简单使用示例：
#include <chrono>
#include <ctime>  //CLOCKS_PER_SEC定义
auto start = std::chrono::steady_clock::now();
auto end = std::chrono::steady_clock::now();
printf("time: %f ms", 1000.0 * (c_end-c_start) / CLOCKS_PER_SEC); //打印毫秒

std::chrono::high_resolution_clock::now

只有C++有，并且从C++11开始. 使用见上例

#include <chrono>
static std::chrono::time_point<std::chrono::high_resolution_clock> now() noexcept;
//since C++11

std::chrono::system_clock

获取系统时间。

打印时间 std::ctime

#include <ctime>
#include <iostream>
 
int main()
{
    std::time_t result = std::time(nullptr);
    std::cout << std::ctime(&result);
}

//Output:
Tue Dec 27 17:21:29 2011

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