擷取系統時間幾種方法 和 使用CPU時間戳進行高精度計時收藏
1 使用time_t time( time_t * timer ) 精确到秒
計算時間差使用double difftime( time_t timer1, time_t timer0 )
2 使用clock_t clock() 得到的是CPU時間 精确到1/CLOCKS_PER_SEC秒
3 使用DWORD GetTickCount() 得到的是系統運作的時間 精确到毫秒
4 如果使用MFC的CTime類，可以用CTime::GetCurrentTime() 精确到秒
5 要擷取高精度時間，可以使用
BOOL QueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER *lpFrequency)擷取系統的計數器的頻率
BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *lpPerformanceCount)擷取計數器的值
然後用兩次計數器的差除以Frequency就得到時間。
6 還有David的文章中提到的方法：
Multimedia Timer Functions
The following functions are used with multimedia timers.
timeBeginPeriod/timeEndPeriod/timeGetDevCaps/timeGetSystemTime
timeGetTime/timeKillEvent/TimeProc/timeSetEvent 精度很高
Q:GetTickCount()函數，說是毫秒記數，是真的嗎，還是精确到55毫秒？
A:
GetTickCount()和GetCurrentTime()都隻精确到55ms(1個tick就是55ms)。如果要精确到毫秒，應該使用timeGetTime函數或QueryPerformanceCounter函數。具體例子可以參考QA001022 "VC++中使用高精度定時器"、QA001813 "如何在Windows實作準确的定時"和QA004842 "timeGetTime函數延時不準"。
Q:vc++怎樣擷取系統時間，傳回值是什麼類型的變量呢？
GetSystemTime傳回的是格林威志标準時間
GetLocalTime，和上面用法一樣，傳回的是你所在地區的時間，中國傳回的是中原標準時間
VOID GetSystemTime(
LPSYSTEMTIME lpSystemTime // address of system time structure
);
函數就可以獲得了，其中LPSYSTEMTIME 是個結構體
含：年，月，日，周幾，小時，分，秒，毫秒。
#include <mmsystem.h>
#pragma comment(lib,"winmm.lib")
timegettime的标稱是毫秒級别
但是實際上隻能精确到50毫秒
| 使用CPU時間戳進行高精度計時 |
| 2003-3-27 13:14:11 GAMERES zhangyan_qd 閱讀次數: 6609 |
| 對關注性能的程式開發人員而言，一個好的計時部件既是益友，也是良師。計時器既可以作為程式元件幫助程式員精确的控制程式程序，又是一件有力的調試武器，在有經驗的程式員手裡可以盡快的确定程式的性能瓶頸，或者對不同的算法作出有說服力的性能比較。 在Windows平台下，常用的計時器有兩種，一種是timeGetTime多媒體計時器，它可以提供毫秒級的計時。但這個精度對很多應用場合而言還是太粗糙了。另一種是QueryPerformanceCount計數器，随系統的不同可以提供微秒級的計數。對于實時圖形處理、多媒體資料流處理、或者實時系統構造的程式員，善用QueryPerformanceCount/QueryPerformanceFrequency是一項基本功。 本文要介紹的，是另一種直接利用Pentium CPU内部時間戳進行計時的高精度計時手段。以下讨論主要得益于《Windows圖形程式設計》一書，第15頁－17頁，有興趣的讀者可以直接參考該書。關于RDTSC指令的詳細讨論，可以參考Intel産品手冊。本文僅僅作抛磚之用。 在Intel Pentium以上級别的CPU中，有一個稱為“時間戳（Time Stamp）”的部件，它以64位無符号整型數的格式，記錄了自CPU上電以來所經過的時鐘周期數。由于目前的CPU主頻都非常高，是以這個部件可以達到納秒級的計時精度。這個精确性是上述兩種方法所無法比拟的。 在Pentium以上的CPU中，提供了一條機器指令RDTSC（Read Time Stamp Counter）來讀取這個時間戳的數字，并将其儲存在EDX:EAX寄存器對中。由于EDX:EAX寄存器對恰好是Win32平台下C++語言儲存函數傳回值的寄存器，是以我們可以把這條指令看成是一個普通的函數調用。像這樣： inline unsigned __int64 GetCycleCount() { __asm RDTSC } 但是不行，因為RDTSC不被C++的内嵌彙編器直接支援，是以我們要用_emit僞指令直接嵌入該指令的機器碼形式0X0F、0X31，如下： inline unsigned __int64 GetCycleCount() { __asm _emit 0x0F __asm _emit 0x31 } 以後在需要計數器的場合，可以像使用普通的Win32 API一樣，調用兩次GetCycleCount函數，比較兩個傳回值的差，像這樣： unsigned long t; t = (unsigned long)GetCycleCount(); //Do Something time-intensive ... t -= (unsigned long)GetCycleCount(); 《Windows圖形程式設計》第15頁編寫了一個類，把這個計數器封裝起來。有興趣的讀者可以去參考那個類的代碼。作者為了更精确的定時，做了一點小小的改進，把執行RDTSC指令的時間，通過連續兩次調用GetCycleCount函數計算出來并儲存了起來，以後每次計時結束後，都從實際得到的計數中減掉這一小段時間，以得到更準确的計時數字。但我個人覺得這一點點改進意義不大。在我的機器上實測，這條指令大概花掉了幾十到100多個周期，在Celeron 800MHz的機器上，這不過是十分之一微秒的時間。對大多數應用來說，這點時間完全可以忽略不計；而對那些确實要精确到納秒數量級的應用來說，這個補償也過于粗糙了。 這個方法的優點是： 1.高精度。可以直接達到納秒級的計時精度（在1GHz的CPU上每個時鐘周期就是一納秒），這是其他計時方法所難以企及的。 2.成本低。timeGetTime 函數需要連結多媒體庫winmm.lib，QueryPerformance* 函數根據MSDN的說明，需要硬體的支援（雖然我還沒有見過不支援的機器）和KERNEL庫的支援，是以二者都隻能在Windows平台下使用（關于DOS平台下的高精度計時問題，可以參考《圖形程式開發人員指南》，裡面有關于控制定時器8253的詳細說明）。但RDTSC指令是一條CPU指令，凡是i386平台下Pentium以上的機器均支援，甚至沒有平台的限制（我相信i386版本UNIX和Linux下這個方法同樣适用，但沒有條件試驗），而且函數調用的開銷是最小的。 3.具有和CPU主頻直接對應的速率關系。一個計數相當于1/(CPU主頻Hz數)秒，這樣隻要知道了CPU的主頻，可以直接計算出時間。這和QueryPerformanceCount不同，後者需要通過QueryPerformanceFrequency擷取目前計數器每秒的計數次數才能換算成時間。 這個方法的缺點是： 1.現有的C/C++編譯器多數不直接支援使用RDTSC指令，需要用直接嵌入機器碼的方式程式設計，比較麻煩。 2.資料抖動比較厲害。其實對任何計量手段而言，精度和穩定性永遠是一對沖突。如果用低精度的timeGetTime來計時，基本上每次計時的結果都是相同的；而RDTSC指令每次結果都不一樣，經常有幾百甚至上千的差距。這是這種方法高精度本身固有的沖突。 關于這個方法計時的最大長度，我們可以簡單的用下列公式計算： 自CPU上電以來的秒數 = RDTSC讀出的周期數 / CPU主頻速率（Hz） 64位無符号整數所能表達的最大數字是1.8×10^19，在我的Celeron 800上可以計時大約700年（書中說可以在200MHz的Pentium上計時117年，這個數字不知道是怎麼得出來的，與我的計算有出入）。無論如何，我們大可不必關心溢出的問題。 下面是幾個小例子，簡要比較了三種計時方法的用法與精度 //Timer1.cpp 使用了RDTSC指令的Timer類//KTimer類的定義可以參見《Windows圖形程式設計》P15 //編譯行：CL Timer1.cpp /link USER32.lib #include <stdio.h> #include "KTimer.h" main() { unsigned t; KTimer timer; timer.Start(); Sleep(1000); t = timer.Stop(); printf("Lasting Time: %d/n",t); } //Timer2.cpp 使用了timeGetTime函數 //需包含<mmsys.h>，但由于Windows頭檔案錯綜複雜的關系 //簡單包含<windows.h>比較偷懶：） //編譯行：CL timer2.cpp /link winmm.lib #include <windows.h> #include <stdio.h> main() { DWORD t1, t2; t1 = timeGetTime(); Sleep(1000); t2 = timeGetTime(); printf("Begin Time: %u/n", t1); printf("End Time: %u/n", t2); printf("Lasting Time: %u/n",(t2-t1)); } //Timer3.cpp 使用了QueryPerformanceCounter函數 //編譯行：CL timer3.cpp /link KERNEl32.lib #include <windows.h> #include <stdio.h> main() { LARGE_INTEGER t1, t2, tc; QueryPerformanceFrequency(&tc); printf("Frequency: %u/n", tc.QuadPart); QueryPerformanceCounter(&t1); Sleep(1000); QueryPerformanceCounter(&t2); printf("Begin Time: %u/n", t1.QuadPart); printf("End Time: %u/n", t2.QuadPart); printf("Lasting Time: %u/n",( t2.QuadPart- t1.QuadPart)); } //////////////////////////////////////////////// //以上三個示例程式都是測試1秒鐘休眠所耗費的時間 file://測/試環境：Celeron 800MHz / 256M SDRAM // Windows 2000 Professional SP2 // Microsoft Visual C++ 6.0 SP5 //////////////////////////////////////////////// 以下是Timer1的運作結果，使用的是高精度的RDTSC指令 Lasting Time: 804586872 以下是Timer2的運作結果，使用的是最粗糙的timeGetTime API Begin Time: 20254254 End Time: 20255255 Lasting Time: 1001 以下是Timer3的運作結果，使用的是QueryPerformanceCount API Frequency: 3579545 Begin Time: 3804729124 End Time: 3808298836 Lasting Time: 3569712 參考資料： [YUAN 2002]Feng Yuan 著，英宇工作室 譯，Windows圖形程式設計，機械工業出版社，2002.4.，P15-17 |