1、前言
测试一个程序的执行时间,时间包括用户CPU时间、系统CPU时间、时钟时间。之前获取之前时间都是在程序的main函数用time函数实现,这个只能粗略的计算程序的执行时间,不能准确的获取其他时间。在看《APUE》时,书中有关程序时间测试程序,非常正规,提供这三个时间。如是,上网搜了一下,进行总结一下。
2、获取方法
有两种方法可以获取,第一种是用time命令,time 进程。第二种是通过在程序中进行记录,首先利用sysconf函数获取时钟滴答数,再用times获取tms结构。
查看times函数,man 2 tms,得到tms结构定义和times函数声明如下:
struct tms {
clock_t tms_utime; /* user time */
clock_t tms_stime; /* system time */
clock_t tms_cutime; /* user time of children */
clock_t tms_cstime; /* system time of children */
};
#include <sys/times.h>
clock_t times(struct tms *buf);
注意:此处计算的时间是时钟滴答数,需要除以系统时钟滴答数,得出实际的秒数。
3、测试例子:
测试程序如下:
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <sys/times.h>
4 #include <unistd.h>
5
6 #define BUFFER_SIZE 4 * 1024
7
8 int main()
9 {
10 int sc_clk_tck;
11 sc_clk_tck = sysconf(_SC_CLK_TCK);
12
13 struct tms begin_tms, end_tms;
14 clock_t begin, end;
15 system("date");
16 begin = times(&begin_tms);
17 sleep(2);
18 end = times(&end_tms);
19
20 printf("real time: %lf\n", (end - begin) / (double)sc_clk_tck);
21 printf("user time: %lf\n",
22 (end_tms.tms_utime - begin_tms.tms_utime) / (double)sc_clk_tck);
23 printf("sys time: %lf\n",
24 (end_tms.tms_stime - begin_tms.tms_stime) / (double)sc_clk_tck);
25 printf("child user time: %lf\n",
26 (end_tms.tms_cutime - begin_tms.tms_cutime) / (double)sc_clk_tck);
27 printf("child sys time: %lf\n",
28 (end_tms.tms_cstime - begin_tms.tms_cstime) / (double)sc_clk_tck);
29 return 0;
30 }
测试结果如下所示:
采用time命令,测试结果如下所示:
4、参考网址
http://www.01happy.com/linux-process-time/
http://www.01happy.com/c-get-process-time/
linux查看进程的时钟时间、用户CPU时间和系统CPU时间
在linux下进行编程时,可能会涉及度量进程的执行时间。linux下进程的时间值分三种:
- 时钟时间(real time):指进程从开始执行到结束,实际执行的时间。
- 用户CPU时间(user CPU time):指进程中执行用户指令所用的时间,也包括子进程。
- 系统CPU时间(system CPU time):指为进程执行内核程序所经历的时间,例如调用read和write内核方法时,消耗的时间就计入系统CPU时间。
在linux下,可以使用time命令来查看程序执行时这三种时间值的消耗。笔者写了一个测试程序,来演示这一个过程:
#include <stdio.h>
int
main(
void
)
{
int
i;
while
(i <= 10E7) {
i++;
}
return
1;
}
程序非常简单了,就不说明了,编译成二进制文件a.out,使用time命令执行,在笔者的电脑上输入如下信息:
$ time ./a.out real 0m0.349s user 0m0.340s sys 0m0.004s
其中real表示时钟时间,user表示用户CPU时间,sys表示系统CPU时间。time命令也可以用于系统的命令,如time ls、time ps等等。
C语言获取时钟时间、用户CPU时间和系统CPU时间
C语言里可以通过times函数获取这三种时间,times函数说明如下:
#include <sys/times.h>
clock_t
times(
struct
tms *buf);
参数tms的结构如下:
struct
tms {
clock_t
tms_utime;
/* user time */
clock_t
tms_stime;
/* system time */
clock_t
tms_cutime;
/* user time of children */
clock_t
tms_cstime;
/* system time of children */
};
其中时间都是以滴答数(clock tick)为单位,详细可以用man 2 times查看帮助手册。下面的示例用来计算执行系统命令date消耗的三种时间值。
#include <stdio.h>
#include <sys/times.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int
main(
void
)
{
//获取滴答数,在ubuntu 12.04下为100
int
clktck = 0;
if
((clktck = sysconf(_SC_CLK_TCK)) < 0) {
printf
(
"%s\n"
,
"sysconf error"
);
exit
(0);
}
struct
tms tmsstart, tmsend;
clock_t
start, end;
//获取开始时间
if
((start = times(&tmsstart)) == -1) {
printf
(
"%s\n"
,
"times error"
);
exit
(0);
}
//执行系统函数date
system
(
"date"
);
//获取结束时间
if
((end = times(&tmsend)) == -1) {
printf
(
"%s\n"
,
"times error"
);
exit
(0);
}
printf
(
"real: %7.2f\n"
, (end - start)/(
double
) clktck);
printf
(
"user: %7.2f\n"
,
(tmsend.tms_utime - tmsstart.tms_utime)/(
double
) clktck);
printf
(
"sys: %7.2f\n"
,
(tmsend.tms_stime - tmsstart.tms_stime)/(
double
) clktck);
printf
(
"child user: %7.2f\n"
,
(tmsend.tms_cutime - tmsstart.tms_cutime)/(
double
) clktck);
printf
(
"child sys: %7.2f\n"
,
(tmsend.tms_cstime - tmsstart.tms_cstime)/(
double
) clktck);
return
1;
}
编译执行上面的程序,输出如下:
$ ./a.out Sun Dec 9 12:50:39 CST 2012 real: 0.01 user: 0.00 sys: 0.00 child user: 0.00 child sys: 0.00
其中child user就是执行date命令消耗的用户CPU时间,child sys就是执行date命令消耗的系统CPU时间。这里会发现这两个值都为0,因为滴答数为100,只能精确到小数点后面两位,date的执行时间非常快,所以就为0了。如何精确到小数点后面3位呢?