性能测试的时间间隔获取方法

性能测试的时候，一个问题就是时间间隔，有很多时间函数能获取时间，从而求取时间间隔。关于这方面的文章很多，我就不重复了，这里只是提供一些基本的信息，从而方便我自己做性能测试使用：

（1）C语言时间函数clock()和clock_t：

time.h中的C语言时间函数clock()能获取当前时间。需要注意的是，这个函数在Windows和Linux下是通用的，但是其返回值的单位是不同的，一个是毫秒，一个是微秒。

从单位也可以看出该方式获取时间的精度。总体来说，其精度在毫秒级，所以测试性能的时候，对于粗时间间隔的测试，用这个函数就足够了。

需要注意的是：在Linux上，clock()获取的是CPU时间，不是wall-clock时间，所以如果使用了sleep()等函数，那么是不会计算在内的。但是在Windows平台上，clock()获取的时间包括Sleep()等函数的时间，所以使用clock()的时候要注意这一点，在Linux上得到的很可能不是一个正确的Elapsed time。

（2）利用CPU获取高精度时间rdtsc寄存器

rdtsc是一个64位的寄存器，新的CPU都具备这个寄存器，用于记录从计算机启动开始CPU经过的时钟周期，可见其精度之高是和CPU的频率级别的。

可以参考http://blog.sina.com.cn/s/blog_5d9051c00100jcsn.html的文章。

由于是寄存器，所以只要使用汇编读取寄存器的值就可以得到时间了，具体关于汇编的写法有一些不同的形式，具体可以参考网上的写法，而且windows和Linux下也可能是有一些区别。需要注意的是，即使都是在Linux下或都是Windows下，编译64位和32位的时候，其写法也会不一样，参考：http://www.phpzy.com/php/1068620.html和http://www.uplook.cn/index-Index-show-view2681.html?treeid=624（如果错误使用，得到的时间间隔可能为负数）

PS：在Linux上，-m32和-m64选项分别表示生成32位和64位程序，使用-m32会定义__i386__宏，使用-m64则使用__x86_64__宏。

关于Windows上，也可以使用rdtsc寄存器，但是windows上生成64位程序的时候，不知道该如何获得正确值，参考http://sunxiunan.com/?p=983里面有64位的情况，但是只能用于Itanium CPU上。根据MSDN的说明（http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee417693.aspx），不建议使用rdtsc寄存器，建议使用更精确的windows API的QueryPerformanceCounter和QueryPerformanceFrequency。

（3）Windows平台的QueryPerformanceCounter和QueryPerformanceFrequency的使用：

参考：http://www.oschina.net/code/snippet_197161_6789

（4）Timing.h和测试：

下面是能运行于Linux和Windows的代码，可以用于计算程序运行时间，对于一样的性能测试，应该可以胜任。

// Timing.h
#ifndef TIMING_H
#define TIMING_H

#include <time.h>
#include <stdio.h>

#ifdef WIN
#include <windows.h>
#define timing_t double
static _LARGE_INTEGER time_start, time_over;
static double dqFreq;

static inline void startTiming()
{
	_LARGE_INTEGER f;
	QueryPerformanceFrequency(&f);
	dqFreq=(double)f.QuadPart;
	
	QueryPerformanceCounter(&time_start);
}

// unit: ms
static inline timing_t stopTiming()
{
    QueryPerformanceCounter(&time_over);
    return ((double)(time_over.QuadPart-time_start.QuadPart)/dqFreq*1000);
}

static inline timing_t stopWithPrintTiming()
{
    timing_t timing;
	QueryPerformanceCounter(&time_over);
    timing = ((double)(time_over.QuadPart-time_start.QuadPart)/dqFreq*1000);
    printf("----------Elapsed Timing(ms) : %.3lf\n", timing);
    printf("----------------------------------------\n");

    return timing;
}

#else
#include <unistd.h>
typedef unsigned long long int64;
#define timing_t int64
#if defined(__i386__)
inline int64 GetCycleCount() {
    int64 result;
    __asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=A" (result));
    return result;
}
#elif defined(__x86_64__)
inline int64 GetCycleCount() 
{
    int64 hi, lo;
    __asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi));
    return ( (int64)lo)|( ((int64)hi)<<32 );
}
#endif

static int64 ticks_start, ticks_end;

static inline void startTiming()
{
	ticks_start = GetCycleCount();
}

// unit: cycles
static inline int64 stopTiming()
{
    ticks_end = GetCycleCount();
    return (ticks_end - ticks_start);
}

static inline int64 stopWithPrintTiming()
{
    int64 timing;
    ticks_end = GetCycleCount();
    timing = (ticks_end - ticks_start);
    printf("----------Elapsed Timing(Cycles) : %llu\n", timing);
    printf("----------------------------------------\n");

    return timing;
}
#endif

// unit: ms
static inline void wait(int ms)
{
#ifdef WIN32
    Sleep(ms);
#else
    usleep(ms*1000);
#endif
}

#endif

// foo.cpp
#include "timing.h"

int main()
{
	timing_t ticks_start, ticks_end;
	startTiming();

    wait(3000);	// 3 seconds
    timing_t timing = stopWithPrintTiming();
	
    return 1;
}

Windows上编译：cl foo.cpp /DWIN，分别启动64bit和32bit的VS控制台进行测试。

Linux上编译：gcc foo.cpp -m32和gcc foo.cpp -m64进行测试。