如何通過時(shí)鐘精度提高代碼性能測試-

第第頁如何通過時(shí)鐘精度提高代碼性能測試?如何通過時(shí)鐘精度提高代碼性能測試?

發(fā)表于：2023-03-27來源：：點(diǎn)擊數(shù)：標(biāo)簽：代碼性能測試時(shí)鐘精度

要想真正有效地測試、優(yōu)化程序性能——特別是為Windows服務(wù)器開發(fā)的多線程程序，操作系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘是不夠的，必須使用解析度更高的時(shí)鐘。本文介紹了如何訪問處理器的十億分之一秒級別的時(shí)鐘，極大地提高代碼性能測試的速度和精度。一、獲取計(jì)時(shí)數(shù)

要想真正有效地測試、優(yōu)化程序性能——特別是為Windows服務(wù)器開發(fā)的多線程程序，操作系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘是不夠的，必須使用解析度更高的時(shí)鐘。本文介紹了如何訪問處理器的十億分之一秒級別的時(shí)鐘，極大地提高代碼性能測試的速度和精度。一、獲取計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)

和其他Windows服務(wù)器一樣，在Windows2023Server上最能發(fā)揮性能優(yōu)勢的是多線程程序。Windows2023Server支持各種多處理器系統(tǒng)，同時(shí)也能在單處理器的P4系統(tǒng)上運(yùn)行。對于單處理器P4系統(tǒng)，Windows2023Server將發(fā)揮出Intel超線程技術(shù)提供的各種硬件線程執(zhí)行引擎的優(yōu)勢。

開發(fā)服務(wù)器應(yīng)用的人都知道，之所以要開發(fā)并行程序，真正的原因只有一個(gè)——性能。然而，眾所周知，性能改善是一個(gè)比較模糊的目標(biāo)，因?yàn)槎嗑€程代碼的性能通常只能靠經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。在單線程程序中，性能改進(jìn)程度一般可以精確地預(yù)知，例如減少了多少指令和延遲較高的操作，但多線程代碼不同，Windows平臺(tái)中線程調(diào)度是不確定的，也就是說，在Windows中應(yīng)用程序可以要求調(diào)度程序運(yùn)行線程，但調(diào)度程序何時(shí)（是否）運(yùn)行線程則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了應(yīng)用程序代碼的控制范圍。

在測試性能時(shí)，開發(fā)者很快會(huì)遇到一個(gè)問題，這就是Windows內(nèi)建的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘實(shí)在不夠精確，其可靠測量事件時(shí)間的解析度很難高于一秒，這樣，要確定一個(gè)代碼片段是否真正得到優(yōu)化就很困難了。如果一定要用Windows的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行測試，必須利用循環(huán)讓代碼運(yùn)行幾百萬次，才能獲得有效的時(shí)間數(shù)據(jù)。絕大多數(shù)情況下，使用這類循環(huán)意味著修改應(yīng)用程序。

其實(shí)，還有更好的辦法，這就是Win32高解析度時(shí)鐘，涉及的函數(shù)有兩個(gè)：QueryPerformanceCount()，QueryPerformanceFrequency()。在Intel系統(tǒng)中，從PII開始，這些函數(shù)依賴于Pentium芯片內(nèi)建的一個(gè)計(jì)數(shù)器。當(dāng)一個(gè)Intel系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，一個(gè)64位的寄存器跟蹤著消逝的時(shí)鐘周期，這個(gè)計(jì)數(shù)器提供了解析度極高的計(jì)時(shí)設(shè)備。

整個(gè)64位寄存器都要用到。32bit的整數(shù)大約能計(jì)數(shù)20億，對于當(dāng)前每秒運(yùn)行20-30億個(gè)周期的處理器，32bit的計(jì)數(shù)器會(huì)在一秒或更少的時(shí)間內(nèi)溢出，64bit的計(jì)數(shù)器則能容納這些秒數(shù)的20億倍，按20億秒計(jì)算就是約63年——可以相信，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出測量任何程序的要求了。

要對一個(gè)事件進(jìn)行計(jì)時(shí)，只需獲得事件開始之前、結(jié)束之后的時(shí)鐘計(jì)數(shù)。下面的代碼不依賴于Win32（即，從C/C++直接訪問），稍后我們再看看操作系統(tǒng)提供的函數(shù)。我們首先定義一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后再來看填寫該結(jié)構(gòu)的代碼：

typedefstruct_BinInt32{__int32i32[2];

}

BigInt32;typedefstruct_BigInt64{__int64i64

;

}BigInt64;typedefunion_bigInt{BigInt3