C#测量程序运行时间及cpu使用时间实例方法

时间:2021-05-20

这里要指出的是, 运行一段程序,使用的cpu时间,跟实际运行的时间是不一样的。附例如下:

复制代码 代码如下:
private void ShowRunTime()
{
TimeSpan ts1 = Process.GetCurrentProcess().TotalProcessorTime;
Stopwatch stw = new Stopwatch();
stw.Start();
int Circles = 1000;
for (int i = 0; i < Circles; ++i)
{
}
double Msecs = Process.GetCurrentProcess().TotalProcessorTime.Subtract(ts1).TotalMilliseconds;
stw.Stop();
Console.WriteLine(string.Format("循环次数:{0} CPU时间(毫秒)={1} 实际时间(毫秒)={2}", Circles, Msecs, stw.Elapsed.TotalMilliseconds, stw.ElapsedTicks));
Console.WriteLine(string.Format("1 tick = {0}毫秒", stw.Elapsed.TotalMilliseconds / stw.Elapsed.Ticks));
}

程序输出如下:
循环次数:1000 CPU时间(毫秒)=50.072 实际时间(毫秒)=666.9071
1 tick = 0.0001毫秒

可以看出在这个例子中,两者差距比较大,其原因如下:

1)Windows是多任务操作系统,按照线程为单位对cpu时间轮询分配。即一个程序运行的中途,可能被剥夺cpu资源,供其他程序运行。
2)程序本身会有不占用cpu时间的等待过程。这个等待可能是我们程序主动的,比如启动一个进程,然后等待进程的结束;也可能是我们没有意识到的,如例子 的Console.WriteLine方法,猜想其内部进行了一系列的异步I/O操作然后等待操作的完成,这其间并没有占用调用进程的cpu时间,但耗费 了很多等待时间。
总结:
1)性能的测量,应该用程序运行时间来测量,当然也需要使用cpu时间作为参考,如果两者差距很大,需要考虑为何出现这种情况。
2).Net的Stopwatch类可以精确到1/10000毫秒,基本可以满足测量精度。


个人整理
Elapsed和ElapsedMilliseconds属性在被调用时,会在内部调用kernel32中的QueryPerformanceFrequency()函数以获取处理器支持的高精度计时器的频率,随后用这个数字对获取的时间差值进行修正,最后Elapsed属性会返回一个新的TimeSpan对象。而获取ElapsedTicks属性时则不会进行这种高精度的计算(修正)。但是一般来说这两者的误差并不是很大。如果需要精确计算时间或是测试数据量特别大的情况下,推荐使用Elapsed和ElapsedMilliseconds属性。

存在疑问
我测试之后发现并没有像如下所说的结论,我已经回复原作者,暂未得到答复。希望知道原因的朋友指明下。谢谢。
从内部实现来看,StopWatch.IsHighresolution = true时,StopWatch.Elapsed.Ticks应该等于StopWatch.ElapsedTicks再乘以frequency(频率的常量)。反之,这2个数在IsRunning为true时,应该是相等的。所以照理应该是StopWatch.Elapsed.Ticks会比较大。

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