linux下统计程序/函数运行时间
time命令
作用
time命令常用于测量一个命令的运行时间。
但是仔细查看man手册发现,time能做的不仅仅是测量运行时间,还可以测量内存、I/O等使用情况。手册页上的说法是time a simple command or give resource usage,其中time一词我认为它应该是测量或测定的意思,并不单指时间。
用例
jonathan@cloud:~$ time ls
bak gitbook github learn test work
real 0m0.002s
user 0m0.000s
sys 0m0.002s
输出的信息分别显示了该命令所花费的real时间、user时间和sys时间。
- real时间:是指挂钟时间,也就是命令开始执行到结束的时间。这个短时间包括其他进程所占用的时间片,和进程被阻塞时所花费的时间。
- user时间:是指进程花费在用户模式中的CPU时间,这是唯一真正用于执行进程所花费的时间,其他进程和花费阻塞状态中的时间没有计算在内。
- sys时间:是指花费在内核模式中的CPU时间,代表在内核中执系统调用所花费的时间,这也是真正由进程使用的CPU时间。
linux中time命令不只一个
shell中一般会内建time命令,但是这个内建的time,功能比较弱。如果我们要使用复杂的功能的话就必须使用外部的time。
内建time:time
外部time:/usr/bin/time
/usr/bin/time的参数
无参数
jonathan@cloud:~$ /usr/bin/time ls bak gitbook github learn outfile.txt test work 0.00user 0.00system 0:00.00elapsed 100%CPU (0avgtext+0avgdata 1012maxresident)k 0inputs+0outputs (0major+313minor)pagefaults 0swaps
-v
输出详细信息jonathan@cloud:~$ /usr/bin/time -v ls bak gitbook github learn outfile.txt test work Command being timed: "ls" User time (seconds): 0.00 System time (seconds): 0.00 Percent of CPU this job got: 100% Elapsed (wall clock) time (h:mm:ss or m:ss): 0:00.00 Average shared text size (kbytes): 0 Average unshared data size (kbytes): 0 Average stack size (kbytes): 0 Average total size (kbytes): 0 Maximum resident set size (kbytes): 1012 Average resident set size (kbytes): 0 Major (requiring I/O) page faults: 0 Minor (reclaiming a frame) page faults: 313 Voluntary context switches: 1 Involuntary context switches: 0 Swaps: 0 File system inputs: 0 File system outputs: 0 Socket messages sent: 0 Socket messages received: 0 Signals delivered: 0 Page size (bytes): 4096 Exit status: 0
-o
将执行时间写入到文件中$ /usr/bin/time -o outfile.txt ls
-a
追加信息$ /usr/bin/time -a -o outfile.txt ls
-f
格式化时间输出$ /usr/bin/time -f "time: %U" ls
参数:
参数 描述 %E real时间,显示格式为[小时:]分钟:秒 %U user时间。 %S sys时间。 %C 进行计时的命令名称和命令行参数。 %D 进程非共享数据区域,以KB为单位。 %x 命令退出状态。 %k 进程接收到的信号数量。 %w 进程被交换出主存的次数。 %Z 系统的页面大小,这是一个系统常量,不用系统中常量值也不同。 %P 进程所获取的CPU时间百分百,这个值等于user+system时间除以总共的运行时间。 %K 进程的平均总内存使用量(data+stack+text),单位是KB。 %w 进程主动进行上下文切换的次数,例如等待I/O操作完成。 %c 进程被迫进行上下文切换的次数(由于时间片到期)。 …
clock() / clock_gettime()函数
clock()
注意:clock()函数返回的是进程在运行中使用cpu的时间,而非真实时间时间流逝。显然这个时间比真实时间慢很多,除非你程序满cpu在跑。
这个函数比较适合用来衡量程序性能。
用法
clock()/CLOCKS_PER_SEC
可以得到秒计数的时间。
用例
#include<stdio.h>
#include <time.h> /*要包含的头文件*/
int main(int argc, char *argv[])
{
/* Init */
clock_t start, end;
start = clock(); /*记录起始时间*/
printf("time calc test\n");
/*
* 函数进行的一些列操作
* */
/* Final Status */
end = clock(); /*记录结束时间*/
{
double seconds =(double)(end - start)/CLOCKS_PER_SEC;
fprintf(stderr, "Use time is: %.8f\n", seconds);
}
return 0;
}
运行结果:
# time ./helloTest
time calc test
Use time is 0.00003100
real 0m0.003s
user 0m0.000s
sys 0m0.000s
clock_gettime()
原型
extern int clock_gettime(clockid_t, struct timespec*);
参数clockid_t类型常见的有四种:
- CLOCK_REALTIME:系统实时时间。
- CLOCK_MONOTONIC:从系统启动时开始计时,不受系统时间被用户改变的影响。
- CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:本进程到当前代码系统CPU花费的时间,包含该进程下的所有线程。
- CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:本线程到当前代码系统CPU花费的时间。
- CLOCK_REALTIME_COARSE:精度低,速度快
- CLOCK_MONOTONIC_COARSE:精度低,速度快
- CLOCK_MONOTONIC_RAW:和CLOCK_MONOTONIC类似,但是它是访问的硬件时间,不受NTP时间服务器的调整和adjtime()的影响。
- CLOCK_BOOTTIME:和CLOCK_MONOTONIC一样,但是包含系统挂起的时间。
参数struct timespec
struct timespec { __kernel_time_t tv_sec; long tv_nsec; };
可以看到,如果用CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID,就和直接用clock()是一样的。而要计算现实时间,就不能用后两种类型,必须用CLOCK_REALTIME或者CLOCK_MONOTONIC。要计算时间差,秒对秒一减,纳秒对纳秒一减,统一到同一个单位相加即可。