如何度量进程的运行时间?
可以用times函数获取进程的墙上时钟时间,用户CPU时间,系统CPU时钟时间。
1.1 墙上时钟时间
墙上时钟时间 wall clock time: 又简称时钟时间,从进程开始运行到结束,系统时钟走过的时间(时钟数),包含了进程阻塞、等待的时间。
每秒钟嘀嗒数, 可通过sysconf(_SC_CLK_TCK) 获取
注意: 如果调用clock()计算进程/算法运行时间, 是不包括阻塞(含sleep)时间的.
1.2 用户CPU时间
用户CPU时间:用户进程在用户态执行时间。
1.3 系统CPU时间
系统CPU时间:用户进程在内核态执行时间。
1.4 三者之间关系
(墙上)时钟时间 = 阻塞时间 + 就绪时间 + 运行时间
运行时间 = 用户CPU时间 + 系统CPU时间
2. 如何获取进程相关运行时间?
2.1 times函数
获取进程时间
原型
#include <sys/times.h>
clock_t times(struct tms *buf);
tms结构:
struct tms {
clock_t tms_utime; /* user CPU time */
clock_t tms_stime; /* system CPU time */
clock_t tms_cutime; /* user CPU time,terminated children */
clock_t tms_cstime; /* system CPU time,terminated children */
};
功能
获取当前进程墙上时钟时间,用户CPU时间,系统CPU时钟时间
返回值
1.函数返回墙上时钟时间。
进程开始和结束时,可以分别获取到2个返回值,做差值即为进程的墙上时钟时间。运行时间足够长可能溢出(可能性较小)
2.输出参数buf,包含用户CPU时间,系统CPU时间。
2.2 getrusage 函数
获取资源使用(统计情况).
getrusage 也可以用于获取进程的用户CPU时间, 系统CPU时间, 而且适用于多进程、多线程环境, 功能比times函数更强大.
#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>
int getrusage(int who, struct rusage *usage);
- 参数
who 函数getrusage能返回何种资源使用测量值, 取决于who参数:
1)RUSAGE_SELF 返回调用进程所有线程的资源使用统计;
2)RUSAGE_CHILDREN 返回调用进程的所有已终止子进程的资源使用统计;
3)RUSAGE_THREAD 返回调用线程的资源使用统计, 不过要求_GNU_SOURCE已在<sys/resource.h>.中定义;
usage 指向rusage结构, 包含了用户CPU时间, 系统CPU时间,
struct rusage {
struct timeval ru_utime; /* user CPU time used 使用了的用户CPU时间 */
struct timeval ru_stime; /* system CPU time used 使用了的系统CPU时间 */
long ru_maxrss; /* maximum resident set size 最大占用物理内存大小(瞬时值, 单位KB) */
long ru_ixrss; /* integral shared memory size 完整的共享内存大小, linux未使用 */
long ru_idrss; /* integral unshared data size 完整的非共享数据大小, linux未使用 */
long ru_isrss; /* integral unshared stack size 完整的非共享栈大小, linux未使用 */
long ru_minflt; /* page reclaims (soft page faults) soft page faults次数: 需要访问的内存不在虚拟地址空间,但是在物理内存, 需要MMU建立和物理内存的映射. 不需要IO活动 */
long ru_majflt; /* page faults (hard page faults) hard page faults次数: 需要访问的内存不在虚拟地址空间,也不在物理内存中,需要从慢速设备载入. 需要IO活动 */
long ru_nswap; /* swaps linux未使用 */
long ru_inblock; /* block input operations 阻塞输入操作次数 */
long ru_oublock; /* block output operations 阻塞输出操作次数 */
long ru_msgsnd; /* IPC messages sent linux未使用 */
long ru_msgrcv; /* IPC messages received linux未使用 */
long ru_nsignals; /* signals received linux未使用 */
long ru_nvcsw; /* voluntary context switches 主动上下文切换(时间片用完)时间数 */
long ru_nivcsw; /* involuntary context switches 被动上下午切换(更高优先级进程抢占)时间数 */
};
2.3 getrusage例子
利用getrusage打印总的用户CPU时间, 总的系统CPU时间.
void
pr_cpu_time(void)
{
double user, sys;
struct rusage myusage, childusage;
/* 调用进程资源利用统计 */
if (getrusage(RUSAGE_SELF, &myusage) < 0)
err_sys("getrusage error");
/* 调用进程已终止子进程资源利用统计 */
if (getrusage(RUSAGE_CHILDREN, &myusage) < 0)
err_sys("getrusage error");
user = (double) myusage.ru_utime.tv_sec + myusage.ru_utime.tv_usec / 1000000.0;
user = (double) childusage.ru_utime.tv_sec + childusage.ru_utime.tv_usec / 1000000.0;
sys = (double) myusage.ru_stime.tv_sec + myusage.ru_stime.tv_usec / 1000000.0;
sys = (double) childusage.ru_stime.tv_sec + childusage.ru_stime.tv_usec / 1000000.0;
/* 打印用户CPU时间, 系统CPU时间. %g 根据结果自动选择输出格式%f, %e, 科学计数法 */
printf("user time = %g, sys time = %g\n", user, sys);
}
参考
墙上时钟时间 ,用户cpu时间 ,系统cpu时间 | 知乎
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