Подскажите, пожалуйста, как можно точно проверить скорость выполнения какой-то части кода и всей программы на С++.
-
Под "скоростью" имеется ввиду время выполнения?– outcast6 авг 2015 в 18:57
-
В общем, непонятно что за "скорость", но профайлеры специально заточены под измерение времени выполнения отдельных кусков кода.– Владимир Мартьянов6 авг 2015 в 18:58
-
@outcast, да, время выполнения– inceon6 авг 2015 в 18:58
-
1Если профайлер по каким-то причинам не пригоден - можно использовать системные функции типа GetTickCount() для получения времени в начале и в конце участка кода. Только время выполнения должно быть много больше, чем 1 единица времени этих функций.– Владимир Мартьянов6 авг 2015 в 19:03
-
1QueryPerformanceCounter если меньше еще можно использовать, если и оно слишком грубое - профайлеры и ручной анализ.– Владимир Мартьянов6 авг 2015 в 19:29
3 ответа
std::chrono
Для измерения интервалов времени в С++ есть std::chrono::steady_clock
и high_resolution_clock
:
#include <chrono>
#include <iostream>
int main()
{
auto start_time = std::chrono::steady_clock::now();
delete new int(1);
auto end_time = std::chrono::steady_clock::now();
auto elapsed_ns = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end_time - start_time);
std::cout << elapsed_ns.count() << " ns\n";
}
Точность зависит от ОС, high_resolution_clock может быть точнее чем steady_clock, однако они могут быть не монотонными (на них может влиять синхронизация времени ОС).
Инструкция rdtsc
Для очень маленьких интервалов времени можно использовать инструкцию процессора rdtsc
(ReaD TicS Counter), которая возвращает количество тактов процессора. В VC++ для этого есть интринсик __rdtsc()
, в G++ надо использовать встроенный ассемблер. Однако для правильных измерений с помощью rdtsc надо соблюсти несколько условий:
- перед
rdtsc
надо выполнить инструкциюcpuid
, чтобы очистить конвейер процессора - надо отключить Hyper-Threading, если он включен
- надо исключить влияние переключения контекстов потока - измерение должно быть коротким (менее 20 мс на Windows), надо принудительно переключить контекст потока перед началом измерений (
SwitchToThread
в Windows), желательно привязать поток к одному ядру процессора (у каждого ядра свой счетчик тактов). - не надо пытаться переводить такты во время, т.к. частота процессора может меняться.
- из результата надо вычесть время работы инструкций cpuid и rdtsc (~100 тактов).
Примерный код выглядит следующим образом (Windows, MS VC++):
#include <intrin.h>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <thread>
template<typename F>
long long measure(F&& f) {
const auto N = 10;
long long results[N];
for (auto& r : results) {
std::this_thread::yield();
__asm xor eax, eax
__asm cpuid // есть интринсик, но мы хотим проигнорировать результат cpuid
auto start_time = __rdtsc();
f();
__asm xor eax, eax
__asm cpuid
r = __rdtsc() - start_time;
}
auto median = results + N / 2;
std::nth_element(results, median, results + N);
return *median;
}
int main()
{
auto overhead = measure([]{});
auto ticks = measure([]{
delete new int(1);
});
std::cout << ticks - overhead << " ticks\n";
}
-
1Этот ответ должен быть принят, т.к. он единственный, который содержит релевантную C++ информацию.– ixSci13 авг 2015 в 18:01
В общем, вам нужен профайлер, который покажет сколько какой участок кода работал, сколько раз вызывался и т.п. Если профайлер по каким-то причинам не пригоден - можно использовать получение времени в начале и конце участка кода, но время исполнения участка кода должно быть много больше кванта времени. Конкретные способы:
- time() - кроссплатформенно, квант 1 с.
- GetTickCount() - Win, квант 1 мс.
- QueryPerformanceCounter() - Win, кванты мелкие.
- rdtsc - любая ос на x86/x64, считает такты процессора
вот код замера времени для консольных приложений
#include <iostream>
using namespace std;
inline _int64 HightTime(){
_asm{
rdtsc
}
}
_int64 pft_start;
_int64 pft_finish;
#define SPEED_START_CONSOLE pft_start = HightTime();
#define SPEED_FINISH_CONSOLE pft_finish = HightTime(); cout << pft_finish - pft_start << endl;
int main(){
SPEED_START_CONSOLE // точка времени старта замера скорости
for (int i = 0; i < 200; i++); // запускаем цикл для примера
SPEED_FINISH_CONSOLE // конец измерения, выводит потрченное процессорное время (в тактах)
return 0;
}