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  • Linux获取进程执行时间

    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:

    复制代码
    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 */
      };
    复制代码
     #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:

    复制代码
      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
    ", (end - begin) / (double)sc_clk_tck);
     21     printf("user time: %lf
    ",
     22             (end_tms.tms_utime - begin_tms.tms_utime) / (double)sc_clk_tck);
     23     printf("sys time: %lf
    ",
     24             (end_tms.tms_stime - begin_tms.tms_stime) / (double)sc_clk_tck);
     25     printf("child user time: %lf
    ",
     26             (end_tms.tms_cutime - begin_tms.tms_cutime) / (double)sc_clk_tck);
     27     printf("child sys time: %lf
    ",
     28             (end_tms.tms_cstime - begin_tms.tms_cstime) / (double)sc_clk_tck);
     29     return 0;
     30 }
    复制代码

    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 ", "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 ", "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 ", "times error");
            exit(0);
        }
     
        printf("real: %7.2f ", (end - start)/(double) clktck);
        printf("user: %7.2f ",
                (tmsend.tms_utime - tmsstart.tms_utime)/(double) clktck);
        printf("sys:  %7.2f ",
                (tmsend.tms_stime - tmsstart.tms_stime)/(double) clktck);
        printf("child user: %7.2f ",
                (tmsend.tms_cutime - tmsstart.tms_cutime)/(double) clktck);
        printf("child sys:  %7.2f ",
                (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?

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