无法在 C (popen) 中计时命令执行？

Question

我一直在尝试计算调用 popen 需要多长时间才能完成。 popen 初始化一个进程，然后创建一个管道、分叉并调用 shell。在我的特殊情况下，我正在使用调用来读取另一个程序 stdout 输出。

问题：我希望我所做的调用能够返回正确的程序执行时间长度（测试程序大约需要 15 秒）。我得到的是程序完全没有时间完成（0.000223s）。尽管我尝试了所有各种功能，但我似乎无法正确计时。

这是我的问题的可重现示例。它由计时程序和计时程序运行的子程序组成（子程序在我的系统上运行大约需要15s）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#ifdef __MACH__
#include <mach/clock.h>
#include <mach/mach.h>
#endif

#define MAXBUF 10

static void gettime (struct timespec *t) {
#ifdef __MACH__
    clock_serv_t cclock;
    mach_timespec_t mts;
    host_get_clock_service(mach_host_self(), REALTIME_CLOCK, &cclock);
    clock_get_time(cclock, &mts);
    mach_port_deallocate(mach_task_self(), cclock);
    t->tv_sec = mts.tv_sec;
    t->tv_nsec = mts.tv_nsec;
#else
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, t);
#endif
}

int main (void) {
    FILE *fp;
    struct timespec tic, toc;
    char *executableName = "./a.out";
    char answer[MAXBUF];

    gettime(&tic);
    if ((fp = popen(executableName, "r")) == NULL) {
        fprintf(stderr, "The file couldn't be opened.\n");
        return 1;
    }
    gettime(&toc);

    fgets(answer, MAXBUF, fp);
    double elapsed = (double)(toc.tv_nsec - tic.tv_nsec) / 1E9;
    fprintf(stdout, "The program says %s, and took %fs to run!\n", answer, elapsed);

    pclose(fp);
    return 0;
}

这是子程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int timeWastingFunction (long long n) {
    if ((n % 2) == 0) {
        return 1;
    }
    for (int i = 1; i < (n / 2); i += 2) {
        if ((n % i) == 0) {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

int main (void) {
    int start = 687217000;

    while (start--) {
        timeWastingFunction(start);
    }
    fprintf(stdout, "Hello!");
    return 0;
}

这可能看起来有点过头了，但我之前曾尝试使用clock_t（基于 CPU 的计时工具）进行计时，并从中得到了相同的答案。因此，我尝试了您在上面看到的this 解决方案。我选择了：CLOCK_REALTIME，因为它似乎适合这份工作。不幸的是，我无法指定此时钟是在每个进程还是每个线程级别（我希望它是独立于进程的）。

注意：我还没有尝试使用gettimeofday，但我不想这样做，因为它显然不适合以这种方式计时，具体取决于系统使用它的日期，并且正在逐步淘汰以支持clock_gettime。

编辑：需要明确的是，当我运行它时会发生什么，调用 popen 的程序实际上会在其他程序运行的 15 秒内停止，然后打印“错误” ' 时间。它不会立即打印暗示它没有等待调用完成的时间。

Answer 1

popen() 只能叉开一个管道。您的测试仅显示 popen() 创建子节点和管道所花费的时间。

解决您的问题的一个简单方法是在您的pclose() 之后获取时间，请注意这并不完美，因为当您阅读孩子返回的数据时，它可能会在您致电pclose() 之前完成

加上你得到结果的解决方案坏了，你只做纳秒的区别，我在git上找到了解决方案：

void timespec_diff(struct timespec *start, struct timespec *stop,
                   struct timespec *result)
{
    if ((stop->tv_nsec - start->tv_nsec) < 0) {
        result->tv_sec = stop->tv_sec - start->tv_sec - 1;
        result->tv_nsec = stop->tv_nsec - start->tv_nsec + 1000000000;
    } else {
        result->tv_sec = stop->tv_sec - start->tv_sec;
        result->tv_nsec = stop->tv_nsec - start->tv_nsec;
    }

    return;
}

最后一件事是如果你想要日期，应该使用CLOCK_REALTIME。在这里，您只需要一个持续时间。所以你应该使用CLOCK_MONOTONIC 如果它在你的系统上可用，因为CLOCK_REALTIME 可以回滚。 （REALTIME_CLOCK 的 host_get_clock_service() 也是单调的）。

CLOCK_MONOTONIC：无法设置的时钟，表示自某个未指定起点以来的单调时间。

REALTIME_CLOCK：一种中等分辨率的时钟服务，（通常）跟踪自系统上次启动以来的时间。

所以工作代码可能如下所示：

int main (void) {
    FILE *fp;
    struct timespec tic, toc;
    char *executableName = "./a.out";
    char answer[MAXBUF];

    gettime(&tic);
    if ((fp = popen(executableName, "r")) == NULL) {
        fprintf(stderr, "The file couldn't be opened.\n");
        return 1;
    }

    fgets(answer, MAXBUF, fp);

    pclose(fp);
    gettime(&toc);
    struct timespec result;
    timespec_diff(&tic, &toc, &result);
    fprintf(stdout, "The program says %s, and took %lld.%.9lds\n", answer, (long long)result.tv_sec, result.tv_nsec);

    return 0;
}

学分：

• How to subtract two struct timespec?
• How to print struct timespec?