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多个性能计时器

Jon
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2002 年 10 月 14 日

CPOL

5分钟阅读

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计时您的代码的多个部分并显示累积结果。

引言

本文包含一个名为 MultiTimer.h 的文件，该文件可让您轻松计时代码的各个部分。它会在多次调用时累积时间，并生成一个输出摘要，其中包含每个计时器的总计和调用次数。这里及其他地方有许多类似的示例，但我认为添加本文仍然值得，因为我认为我的计时器类添加了一些额外的功能并且非常易于使用。

示例

void testfun()
{
    printf("Hello World!\n");
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        testfun();

    return 0;
}

这并不是要计时代码的最佳示例，但它是一个很好的示例，说明了如何使用计时代码。请参阅下面的使用指南，了解如何计时代码的想法。

添加计时代码

添加计时代码需要以下步骤：

  • 添加 #include "MultiTimer.h"
  • 向要计时代码的代码中添加计时宏
  • 调用 TIMER_DUMP 或类似的宏来显示结果

添加了一些测试计时代码后，上面的示例看起来像这样：

#include "MultiTimer.h"

void testfun()
{
    TIME_LINE(printf("Hello World!\n");)
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    {
    TIME_SCOPE("total test")
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        TIME_FUN(testfun())
    }
    TIMER_DUMP("c:\\times.txt", SORT_CALLORDER)
    
    return 0;
}

这将产生以下输出文件：

-----------------------------------------------------------------
Timings at 10:41:56 Friday, January 03, 2003
-----------------------------------------------------------------
total test took 606.80 micro secs (called 1 time)
testfun() took 591.42 micro secs (called 10 times)
printf("Hello World!\n"); took 561.52 micro secs (called 10 times)

结果相当直接。如果您下载了演示代码，您将看到更详细的代码，它分解了 testfun() 调用所花费的时间。这是该代码的示例输出：

Total: 668.20 micro secs
Minimum: 39.39 micro secs
Maximum: 302.55 micro secs
Average: 66.82 micro secs

-----------------------------------------------------------------
testfun() at 10:22:06 Friday, January 03, 2003
-----------------------------------------------------------------
Sample  1 = 302.55 micro secs
Sample  2 = 58.11 micro secs
Sample  3 = 55.87 micro secs
Sample  4 = 41.63 micro secs
Sample  5 = 42.46 micro secs
Sample  6 = 41.07 micro secs
Sample  7 = 42.46 micro secs
Sample  8 = 39.39 micro secs
Sample  9 = 50.29 micro secs
Sample 10 = 43.02 micro secs

您可以从上面看出，第一个 printf 在 Windows 2000 上花费的时间要长得多，我猜这与某些初始化有关。

宏

从上面的示例中，您可以看到此计时代码在很大程度上由宏驱动。以下是使用的宏列表：

TIMER_SETUP

这需要包含在项目中的一个 .cpp 文件中，并且处于全局作用域。它为计时代码设置存储。

TIME_SCOPE(name)

将其放置在您的代码中，以从该点计时到当前作用域的结束。name 是一个字符串，用于输出中标识这些时间。

TIME_FUN(fun())

用此宏替换函数调用 fun() 以计时该调用。

TIME_LINE(line)

用此宏包装任何行以对其进行计时。避免在该行中声明任何变量，因为此宏将该行放入一个单独的作用域。

TIMER_START(name) 和 TIMER_STOP(name)

这些宏允许您手动启动和停止计时器。请参阅演示示例。

TIMER_DUMP(dest, sort)

转储当前时间。如果 dest 是文件名，则输出将写入该文件。否则，它可以是：

  • OUT_MSGBOX - 在消息框中显示输出
  • OUT_TRACE - 将输出发送到跟踪窗口
  • OUT_CONSOLE - 将输出发送到 stdout

输出可以按 3 种方式排序：

  • SORT_TIMES - 最长的时间显示在最前面，直到最短
  • SORT_CALLORDER - 时间按计时器调用顺序显示
  • SORT_NAMES - 输出按字母顺序排序

TIMER_DUMP_FILE(dest, sort, mode)

这允许 3 个额外的模式值：

  • FILE_NEW - 每次创建新文件
  • FILE_APPEND - 将每次输出添加到文件末尾
  • FILE_PREPEND - 将每次输出添加到文件开头

如果您想比较几次测试运行，这很有用。

TIMER_DUMP_CSV(dest, sort, mode)

这与 TIMER_DUMP_FILE 相同，但输出是逗号分隔格式。

TIMER_DUMP_SAMPLES*(timer, ...)

TIMER_DUMP_SAMPLES 宏会转储指定计时器的所有样本，这可以是它的名称或 CHiFreqTimer 对象。请参阅演示示例。

有 3 个 TIMER_DUMP_SAMPLES 宏，它们对应于 TIMER_DUMP 宏，只是没有 sort 参数 - 样本按升序转储。

GET_TIMER(name)

返回计时器 name 的 CHiFreqTimer 对象。然后可以使用进一步的统计信息，请参阅演示示例。

T2S(time)

将从 CHiFreqTimer 调用返回的时间转换为有意义的字符串，请参阅演示示例。

CLEAR_TIMERS

移除所有计时器。

禁用计时代码

在 MultiTimer.h 的顶部有一个 #define USE_TIMERS。注释掉它将编译掉您可能添加的任何计时代码。

计时多个文件

您可以将计时代码放在多个文件中。每个文件都需要包含 multitimer.h，除了第一个文件外，所有文件都需要在 #include 之前添加以下行：

#define ANOTHER_TIMER_FILE

时钟滴答

了解一段代码花费了多少个时钟滴答有时很有用。我添加了一些宏，可以将花费的时间转换为时钟周期，首先您必须取消注释 multitimer.h 文件顶部的 #define _CLOCKTICKS 行。它们是：

T2C(time)

将时间转换为包含所花费时钟周期的字符串。

T2S_WITHCYCLES(time)

将时间转换为包含时间和周期数的字符串。

CLOCK_SPEED

这是一个 int，表示您的机器速度，例如 733。该数字的准确度在您的特定机器速度的 1 到 2 个以内。

使用指南

此类代码的目的是识别项目中的慢速部分。如果项目的一部分很慢，它应该有助于您缩小导致问题的代码范围。您应该避免计时非常快的语句 - 计时可能不准确。也不要计时所有代码，而是专注于需要加速的慢速区域。了解特定行或函数被调用了多少次也很有帮助，因为这通常很难仅从代码中找出。

理想情况下，应该始终使用发行版代码来获得准确的计时，调试代码中的额外检查和缺乏优化可能会导致误导性的结果。其他正在运行的进程也会影响时间，例如杀毒软件可能会扭曲文件访问时间。

准确性和计时开销

用于计时文件的任何代码本身也会花费一些时间。此代码试图对此进行补偿，但如果计时器和/或计时调用数量非常大，可能会导致精度略有损失。

QueryPerformanceCounter() 调用用于计时。这仅在 Pentium 处理器上受支持。如果您在旧机器上运行，升级可能会加快速度……

变更历史

  • 6/11/02
    • 对 MultiTimer.h 文件的通用改进
    • 添加了 TIMER_DUMP_FILE 宏
  • 7/11/02
    • 添加了 TIMER_START + TIMER_STOP 宏
    • 添加了 USE_TIMERS #define
  • 3/1/03
    • 整理了 TIMER_START 和 TIMER_STOP 手动计时器
    • 添加了 TIMER_DUMP_CSV 宏
    • 添加了 TIMER_DUMP_SAMPLES、TIMER_DUMP_SAMPLES_FILE 和 TIMER_DUMP_SAMPLES_CSV 宏
    • 添加了时钟滴答宏
    • 移除了 TIMER_SETUP 宏
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