clock_gettime的使用,计时比clock()精确

本文介绍了基于Linux C语言的时间函数clock_gettime,它可用于计算时间,有秒和纳秒两种精度。阐述了其四种cld_id类型,默认采用CLOCK_REALTIME可实现并行程序准确计时,还给出了timespec结构及计算时间差的示例代码。

函数"clock_gettime"是基于Linux C语言的时间函数,可以用于计算时间,有秒和纳秒两种精度。

函数原型:

int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);

其中,cld_id类型四种:   

a、CLOCK_REALTIME:系统实时时间,随系统实时时间改变而改变
b、CLOCK_MONOTONIC,从系统启动这一刻起开始计时,不受系统时间被用户改变的影响
c、CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID,本进程到当前代码系统CPU花费的时间
d、CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID,本线程到当前代码系统CPU花费的时间

本文默认采用CLOCK_REALTIME,即可实现并行程序的准确计时。

其中,timespec结构包括:

struct timespec {

time_t tv_sec; /* 秒*/

long tv_nsec; /* 纳秒*/

};

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

例如:计算时间差

#include <time.h>

 

struct timespec time1 = {0, 0};

struct timespec time2 = {0, 0};

 

clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time1);

。。。

。。。

clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time2);

cout << "time passed is: " << (time2.tv_sec - time1.tv_sec)*1000 + (time2.tv_nsec - time1.tv_nsec)/1000000 << "ms" << endl;

<think>我们被要求提供clock_gettime函数在C/C++Linux环境下的使用示例。根据引用资料,我们知道clock_gettime用于获取高精度时间,函数原型在<time.h>中,并且需要指定时钟类型和指向structtimespec的指针。我们将编写一个简单的示例,展示如何使用clock_gettime获取当前时间(使用CLOCK_REALTIME)并打印出来。步骤:1.包含必要的头文件:<time.h>(时间函数)和<stdio.h>(输入输出)。2.定义main函数。3.声明一个structtimespec类型的变量,用于存储获取的时间。4.调用clock_gettime函数,指定时钟类型为CLOCK_REALTIME(实时时钟),并传入我们定义的timespec变量的地址。5.检查返回值,如果返回0表示成功,否则打印错误信息。6.成功获取时间后,将获取的秒和纳秒部分打印出来。注意:由于获取的时间是自1970-01-0100:00:00+0000(UTC)(即Epoch时间)以来的秒数和纳秒数,所以打印的是这个时间点。另外,根据引用[3]和[5],我们也可以使用其他时钟类型,比如CLOCK_MONOTONIC(单调时钟,不受系统时间调整影响)或COARSE版本(性能更好但精度较低)。但在这个示例中,我们使用CLOCK_REALTIME。以下是代码示例:</think> 以下是`clock_gettime`函数在Linux下的C/C++使用示例及解析: ### 基本使用示例 ```c #include <stdio.h> #include <time.h> int main() { struct timespec ts; // 获取实时时间(日历时间) if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts) == 0) { printf("CLOCK_REALTIME: %ld秒 + %ld纳秒\n", ts.tv_sec, ts.tv_nsec); } else { perror("clock_gettime失败"); } // 获取单调时间(系统启动后的时间) if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts) == 0) { printf("CLOCK_MONOTONIC: %ld秒 + %ld纳秒\n", ts.tv_sec, ts.tv_nsec); } return 0; } ``` ### 性能优化的粗粒度示例 ```c #include <stdio.h> #include <time.h> int main() { struct timespec ts; // 使用粗粒度时钟(减少上下文切换) #ifdef CLOCK_REALTIME_COARSE clock_gettime(CLOCK_REALTIME_COARSE, &ts); printf("粗粒度时间: %ld.%09ld\n", ts.tv_sec, ts.tv_nsec); #endif return 0; } ``` ### 关键解析 1. **时间结构体** ```c struct timespec { time_t tv_sec; // 秒 (自1970-01-01起) long tv_nsec; // 纳秒 [0, 999,999,999] }; ``` 2. **常用时钟类型**: - `CLOCK_REALTIME`:实时系统时钟(可被NTP调整) - `CLOCK_MONOTONIC`:单调时钟(系统启动后计时,不受时间调整影响) - `CLOCK_REALTIME_COARSE`:快速但不精确的实时时钟(毫秒级) - `CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID`:进程级CPU时间 3. **精度与性能**: - 默认提供纳秒级精度(系统调用开销较大) - `_COARSE`版本通过Linux的VDSO机制避免上下文切换,性能更高[^3] - 粗粒度时钟精度约1~4毫秒,适合高频调用场景 4. **时间转换公式**: 计算时间差(单位:秒): ```math \Delta t = (end.tv_sec - start.tv_sec) + \frac{end.tv\_nsec - start.tv\_nsec}{10^9} ``` > **提示**:编译时需链接`rt`库: > ```bash > gcc program.c -o program -lrt > ```
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