在 C++ 中测量执行时间：clock() 和 clock_gettime() 给出完全不同的结果答案

【问题标题】：Measuring execution time in C++: clock() and clock_gettime() give absolutely different results在 C++ 中测量执行时间：clock() 和 clock_gettime() 给出完全不同的结果
【发布时间】：2013-03-22 15:51:03
【问题描述】：

我正在尝试测量我的代码性能（即 OpenCL 内核的执行），我确实需要了解加速。我尝试使用clock() 和clock_gettime() 函数。

在第一种情况下，我的代码简单明了，并且测量正确：

    struct timespec start_r, start_m, stop_r, stop_m;
    double realtime, monotonic;

    time_t start2 = clock();

    if(clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &start_r) == -1) {
        cout << "clock realtime error!" << endl;
    }

    if(clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start_m) == -1) {
        cout << "clock realtime error!" << endl;
    }

        double res = 0.0;
        for(unsigned long i = 0; i < total; i++) {
            res += data[i];
        }

    cout << "res = " << res << endl;

    time_t end2 = clock();
    if(clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &stop_r) == -1) {
        cout << "clock realtime error!" << endl;
    }

    if(clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &stop_m) == -1) {
        cout << "clock realtime error!" << endl;
    }

    cout << "Time clock() = " << (end2 - start2)/(double)CLOCKS_PER_SEC << endl;

    realtime = (stop_r.tv_sec - start_r.tv_sec) + (double)(stop_r.tv_nsec - start_r.tv_nsec) / (double)BILLION;
    monotonic = (stop_m.tv_sec - start_m.tv_sec) + (double)(stop_m.tv_nsec - start_m.tv_nsec) / (double)BILLION;

    cout << "Realtime = " << realtime << endl << "Monotonic = " << monotonic << endl;

它给出了可以理解的结果 - 所有三个结果几乎相同。

在测量 OpenCL 内核的执行时间时，我的做法完全相同，但得到的结果很糟糕：

Time = 0.04
Realtime = 0.26113
Monotonic = 0.26113

你能告诉我它有什么问题吗？如果这是衡量 OpenCL 内核性能的常见问题，您能否提出衡量它的最佳方法？谢谢！

【问题讨论】：

标签： c++ time clock

【解决方案1】：

如果您可以访问 C++11 编译器，请考虑改用 std::chrono：http://en.cppreference.com/w/cpp/chrono

新的 C++ 标准中内置了三种时钟类型：

std::steady_clock
std::system_clock
std::high_resolution_clock

此外，该库经过精心设计，可以处理不同级别的粒度，无论您需要微秒级精度还是其他精度。对于我过去编写的软件（大型工业工程类模拟），我依靠 std::steady_clock 来完成我所有的计时工作，没有任何抱怨:-)。

【讨论】：

【解决方案2】：

函数clock 在某些系统中会测量应用程序使用的CPU 时间。如果您的应用程序使用 OpenCL，它可能会花费大部分时间等待显卡执行实际计算，因此clock 不会给您“获得结果所需的实际时间”。例如，从文件中读取数据时，它类似于使用clock - 从文件中读取 100MB 所需的时间可能是 2 秒。但是当数据被硬盘控制器存储在内存中时，只需0.01s的CPU时间就可以将命令发送到硬盘并收集回数据。所以clock 给出“0.01s”，而不是“2s”。

【讨论】：