最近有個項目需要準確計量時間,在網上搜索了一些相關資料,匯總摘抄在此。
Windows是一個搶占式多任務系統,要準確測量時間(達到毫秒級精度)是比較困難的,下面簡易對比分析一下Windows所提供的毫秒級時間相關函數。
方法1:
void WINAPI GetSystemTime(LPSYSTEMTIME lpSystemTime);
typedef struct _systemtime {
word wyear;
word wmonth;
word wdayofweek;
word wday;
word whour;
word wminute;
word wsecond;
word wmilliseconds;
} systemtime, *psystemtime;
取得當前系統日期和時間,最小精度為毫秒。具體參見https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/desktop/ms724390%28v=vs.85%29.aspx
方法2:
void WINAPI GetSystemTimeAsFileTime(LPFILETIME lpSystemTimeAsFileTime );
typedef struct _FILETIME {
DWORD dwLowDateTime;
DWORD dwHighDateTime; } FILETIME, *PFILETIME;
結構包含一個64位的數值,代表UTC時間1601年1月1日開始到現在的計數器,計數間隔為100納秒。可以通過調用FileTimeToSystemTime函數轉換為標準時分秒形式。
具體參見https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/desktop/ms724397%28v=vs.85%29.aspx
方法3:
DWORD WINAPI GetTickCount(void);
獲取從系統啟動到現在的毫秒數。參見https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/desktop/ms724408%28v=vs.85%29.aspx
方法4:
DWORD timeGetTime(void);
也是獲取從系統啟動到當前的毫秒數值,是微軟在游戲、多媒體庫提供的一個函數。調用時需要包含Winmm.lib庫
具體參見https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/desktop/dd757629%28v=vs.85%29.aspx
方法5:
BOOL WINAPI QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *lpPerformanceCount);
這個是微軟Windows所提供最高級別的時間計數器,據稱時戳的最高精度小于1us。參見https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/desktop/ms644904%28v=vs.85%29.aspx
照說有這么多時間精度可供選擇,問題應該很好解決,但事情并不是這么簡單。QueryPerformanceCounter這個最為微軟推薦的高精度時間函數是有缺陷的,當處理器有多個內核時,QueryPerformanceCounter計數器會做相應的調整以保持準確。但由于某些BIOS的bug,線程切換時QueryPerformanceCounter計數器可能會返回不同的數值。因此微軟建議盡量在一個核上執行
QueryPerformanceCounter計時。相關說明參見Game Timing and Multicore Processors一文(https://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee417693(v=vs.85).aspx)
關于QueryPerformanceCounter使用注意事項
1.QueryPerformanceFrequency只需要調用一次就夠了,這個頻率值在系統運行期間不會改變。
2.盡量在單進程和單線程、單內核環境下調用QueryPerformanceCounter,使用 Windows API SetThreadAffinityMask可以設置某個線程只在單處理器執行。
3.在多個線程中使用QueryPerformanceCounter可能顯著的降低多內核系統的性能。
4.在系統休眠或者超頻情況下使用QueryPerformanceCounter計時可能會不準確。
綜合比較Windows時間函數,計時精度QueryPerformanceCounter > timeGetTime > GetTickCount ,GetTickCount的精度大約是55ms左右(1個Tick),timeGetTime實際上也是用QueryPerformanceCounter除以頻率換算出來的,所以應該比GetTickCount要準確些。
讀取準確UTC時間GetSystemTimeAsFileTime > GetSystemTime。更準確的系統時間讀取可以結合GetSystemTimeAsFileTime與QueryPerformanceCounter來計算。詳細可參見定時器:為 Windows 實現一個連續更新,高精度的時間供應器一文。
英文原文在這里:https://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc163996.aspx,對應的中文翻譯看這里:http://www.vckbase.com/index.php/wv/776
關于GetSystemTimeAsFileTime與GetSystemTime的比較分析可參見http://www.cnblogs.com/walfud/articles/3242825.html一文。