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在C++中,经常需要通过计时来统计性能信息,通过统计的耗时信息,来分析性能瓶颈,通常情况下,可能毫秒级别的时间统计就足够用了,但是在毫厘必争的性能热点的地方,毫秒级别的统计还是不够的,这种情况下,就需要至少微秒级别的统计信息,甚至要精确到CPU的指令周期级别。下面来重点说一下毫秒级的计时统计信息。
毫厘必争--微秒计时思路
在Windows平台上,用来统计微秒级别耗时信息,需要用到两个Windows API:
BOOL WINAPI QueryPerformanceFrequency(
_Out_ LARGE_INTEGER *lpFrequency
);
BOOL WINAPI QueryPerformanceCounter(
_Out_ LARGE_INTEGER *lpPerformanceCount
);
QueryPerformanceFrequency用于获取性能计数的频率,每秒多少次,
QueryPerformanceCounter用于获取当前性能计数的值,
有了这两个API,我们就可以用来统计耗时了,思路如下:
那么如何得到最终的耗时呢,相信不难回答,公式如下:
秒级耗时 = (结束性能计数值 - 开始性能计数值) / 性能计数频率
微秒耗时 = (结束性能计数值 - 开始性能计数值)* 1000000 / 性能计数频率
微秒计时实现
LARGE_INTEGER freq_;
QueryPerformanceFrequency(&freq_);
LARGE_INTEGER begin_time;
LARGE_INTEGER end_time;
QueryPerformanceCounter(&begin_time);
Sleep(100);
QueryPerformanceCounter(&end_time);
double ns_time = (end_time.QuadPart - begin_time.QuadPart) * 1000000.0 / freq_.QuadPart;
封装微秒计时的实现
虽然上面已经实现了微秒精度计时,但是由于每次调用API时,都要定义变量等,使用起来肯定会有很多重复或者类似的代码,那么为了避免这种情况,对此实现进行了封装,如下:
class stop_watch
{
public:
stop_watch()
: elapsed_(0)
{
QueryPerformanceFrequency(&freq_);
}
~stop_watch(){}
public:
void start()
{
QueryPerformanceCounter(&begin_time_);
}
void stop()
{
LARGE_INTEGER end_time;
QueryPerformanceCounter(&end_time);
elapsed_ += (end_time.QuadPart - begin_time_.QuadPart) * 1000000 / freq_.QuadPart;
}
void restart()
{
elapsed_ = 0;
start();
}
//微秒
double elapsed()
{
return static_cast<double>(elapsed_);
}
//毫秒
double elapsed_ms()
{
return elapsed_ / 1000.0;
}
//秒
double elapsed_second()
{
return elapsed_ / 1000000.0;
}
private:
LARGE_INTEGER freq_;
LARGE_INTEGER begin_time_;
long long elapsed_;
};
那么,如何使用此封装的类呢,来看一下调用的例子:
stop_watch watch;
watch.start();
Sleep(100);
watch.stop();
cout << watch.elapsed() << " ns" << endl;
看看调用是不是更方便了呢,是不是有点似曾相识的感觉,对,没错,你猜对了。。。
参考资料