三)实时函数clock_gettime
在POSIX1003.1中增添了这个函数,它的原型如下：int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);
它有以下的特点:1)它也有一个时间结构体:timespec ,timespec计算时间次数的单位是十亿分之一秒.strace timespec{time_t tv_sec;long tv_nsec;}
2)clockid_t是确定哪个时钟类型.
CLOCK_REALTIME: 标准POSIX实时时钟CLOCK_MONOTONIC: POSIX时钟,以恒定速率运行;不会复位和调整,它的取值和CLOCK_REALTIME是一样的.CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID和CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID是CPU中的硬件计时器中实现的.
3)测试:#include<time.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>
#define MILLION 1000000
int main(void){long int loop = 1000;struct timespec tpstart;struct timespec tpend;long timedif;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &tpstart);
while (–loop){system("cd");}
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &tpend);timedif = MILLION*(tpend.tv_sec-tpstart.tv_sec)+(tpend.tv_nsec-tpstart.tv_nsec)/1000;fprintf(stdout, "it took %ld microseconds\n", timedif);
return 0;}
编译:gcc test3.c -lrt -o test3
计算时间:time ./test3it took 3463843 microseconds
real0m3.467suser0m0.512ssys0m2.936s
核心代码：
struct timespec start_tp;
struct timespec end_tp;
clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&start_tp);
……………………………………………………………..
clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&end_tp);
四)时间函数gettimeofday()
1)概述:gettimeofday()可以获得当前系统的时间,是一个绝对值
原型如下：int gettimeofday ( struct timeval * tv , struct timezone * tz )
timeval结型体的原型如下:struct timeval {time_ttv_sec;suseconds_t tv_usec;};
所以它可以精确到微秒
测试:#include <sys/time.h>#include <stdio.h>#include <unistd.h>intmain(){int i=10000000;struct timeval tvs,tve;gettimeofday(&tvs,NULL);while (–i);gettimeofday(&tve,NULL);double span = tve.tv_sec-tvs.tv_sec + (tve.tv_usec-tvs.tv_usec)/1000000.0;printf("time: %.12f\n",span);return 0;}
gcc test5.c./a.outtime: 0.041239000000
核心代码：
struct timeval start_tv,end_tv;
gettimeofday(&start_tv,NULL);
……………………………………….
gettimeofday(&end_tv,NULL);
五)四种时间函数的比较
1)精确度比较:
以下是各种精确度的类型转换:1秒=1000毫秒(ms), 1毫秒=1/1000秒(s)；1秒=1000000 微秒(μs), 1微秒=1/1000000秒(s)；1秒=1000000000 纳秒(ns),1纳秒=1/1000000000秒(s)；
2)clock()函数的精确度是10毫秒(ms)times()函数的精确度是10毫秒(ms)gettimofday()函数的精确度是微秒(μs)clock_gettime()函数的计量单位为十亿分之一，也就是纳秒(ns)
3)测试4种函数的精确度:
vi test4.c
#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<time.h>#include<sys/times.h>#include<sys/time.h>#define WAIT for(i=0;i<298765432;i++);#define MILLION1000000intmain ( int argc, char *argv[] ){int i;long ttt;clock_t s,e;struct tms aaa;
s=clock();WAIT;e=clock();printf("clock time : %.12f\n",(e-s)/(double)CLOCKS_PER_SEC);
long tps = sysconf(_SC_CLK_TCK);s=times(&aaa);WAIT;e=times(&aaa);printf("times time : %.12f\n",(e-s)/(double)tps);
struct timeval tvs,tve;gettimeofday(&tvs,NULL);WAIT;gettimeofday(&tve,NULL);double span = tve.tv_sec-tvs.tv_sec + (tve.tv_usec-tvs.tv_usec)/1000000.0;printf("gettimeofday time: %.12f\n",span);
struct timespec tpstart;struct timespec tpend;
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tpstart);WAIT;clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tpend);double timedif = (tpend.tv_sec-tpstart.tv_sec)+(tpend.tv_nsec-tpstart.tv_nsec)/1000000000.0;printf("clock_gettime time: %.12f\n", timedif);
return EXIT_SUCCESS;}
gcc -lrt test4.c -o test4debian:/tmp# ./test4clock time : 1.190000000000times time : 1.180000000000gettimeofday time: 1.186477000000clock_gettime time: 1.179271718000
六)内核时钟
默认的Linux时钟周期是100HZ,而现在最新的内核时钟周期默认为250HZ.如何得到内核的时钟周期呢?grep ^CONFIG_HZ /boot/config-2.6.26-1-xen-amd64
CONFIG_HZ_250=yCONFIG_HZ=250
结果就是250HZ.
而用sysconf(_SC_CLK_TCK);得到的却是100HZ例如:
#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<time.h>#include<sys/times.h>#include<sys/time.h>
intmain ( int argc, char *argv[] ){
long tps = sysconf(_SC_CLK_TCK);printf("%ld\n", tps);return EXIT_SUCCESS;}
为什么得到的是不同的值呢？因为sysconf(_SC_CLK_TCK)和CONFIG_HZ所代表的意义是不同的.sysconf(_SC_CLK_TCK)是GNU标准库的clock_t频率.它的定义位置在:/usr/include/asm/param.h
例如:#ifndef HZ#define HZ 100#endif
最后总结一下内核时间:内核的标准时间是jiffy,一个jiffy就是一个内部时钟周期,而内部时钟周期是由250HZ的频率所产生中的,也就是一个时钟滴答,间隔时间是4毫 秒(ms).
也就是说:1个jiffy=1个内部时钟周期=250HZ=1个时钟滴答=4毫秒
每经过一个时钟滴答就会调用一次时钟中断处理程序，处理程序用jiffy来累计时钟滴答数,每发生一次时钟中断就增1.而每个中断之后,系统通过调度程序跟据时间片选择是否要进程继续运行,或让进程进入就绪状态.
最后需要说明的是每个操作系统的时钟滴答频率都是不一样的,LINUX可以选择(100,250,1000)HZ,而DOS的频率是55HZ.
七)为应用程序计时
用time程序可以监视任何命令或脚本占用CPU的情况.
1)bash内置命令time例如:time sleep 1
real0m1.016suser0m0.000ssys0m0.004s
2)/usr/bin/time的一般命令行例如:\time sleep 10.00user 0.00system 0:01.01elapsed 0%CPU (0avgtext+0avgdata 0maxresident)k0inputs+0outputs (1major+176minor)pagefaults 0swaps
注：在命令前加上斜杠可以绕过内部命令./usr/bin/time还可以加上-v看到更具体的输出:\time -v sleep 1Command being timed: "sleep 1"User time (seconds): 0.00System time (seconds): 0.00Percent of CPU this job got: 0%Elapsed (wall clock) time (h:mm:ss or m:ss): 0:01.00Average shared text size (kbytes): 0Average unshared data size (kbytes): 0Average stack size (kbytes): 0Average total size (kbytes): 0Maximum resident set size (kbytes): 0Average resident set size (kbytes): 0Major (requiring I/O) page faults: 0Minor (reclaiming a frame) page faults: 178Voluntary context switches: 2Involuntary context switches: 0Swaps: 0File system inputs: 0File system outputs: 0Socket messages sent: 0Socket messages received: 0Signals delivered: 0Page size (bytes): 4096Exit status: 0这里的输出更多来源于结构体rusage.
最后，我们看到real time大于user time和sys time的总和，这说明进程不是在系统调用中阻塞,就是得不到运行的机会.而sleep()的运用，也说明了这一点蚁穴虽小，溃之千里。
