linux - 代码中 Linux 时间和性能时钟之间的区别

Question

我正在运行一些 C++ 代码计时的简单测试，我遇到了一个我不是 100% 肯定的工件。

设置

我的代码使用 C++11 high_resolution_clock 来测量耗时。我还使用 Linux 的 time 命令 (/usr/bin/time) 包装我的程序的执行。对于我的程序，high_resolution_clock 报告~2s 而time 报告~7s(~6.5s 用户和~.5s 系统)。此外，使用 verbose on time 选项显示我的程序使用了 100% 的 CPU，有 1 次自愿上下文切换和 10 次非自愿上下文切换 (/usr/bin/time -v)。

问题

我的问题是，是什么导致操作系统时间测量值和性能时间测量值之间存在如此巨大的差异？

我的初步想法

根据我对操作系统的了解，我假设这些差异完全是由与其他程序的上下文切换引起的(如 time -v 所述)。

这是造成这种差异的唯一原因吗？在查看代码性能时，我应该相信我的程序或系统报告的时间吗？

同样，我的假设是相信我的程序计算的时间超过 Linux 的时间，因为它比我的程序的 CPU 使用率更多。

注意事项

• 我不会发布代码，因为它与手头的问题并不相关。如果你想知道这是一个简单的测试，乘以 100,000,000 次随机浮点算术运算。

• 我知道我的 C++ 代码中的其他时钟可能或多或少适用于不同的情况 (this stack overflow question)。 High_resolution_clock 只是一个例子。

编辑:按要求编写代码

#include <chrono>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
using namespace std::chrono;

int main() {
  size_t n = 100000000;

  double d = 1;

  auto start_hrc = high_resolution_clock::now();

  for(size_t i = 0; i < n; ++i) {
    switch(rand() % 4) {
      case 0: d += 0.0001; break;
      case 1: d -= 0.0001; break;
      case 2: d *= 0.0001; break;
      case 3: d /= 0.0001; break;
    }
  }

  auto end_hrc = high_resolution_clock::now();
  duration<double> diff_hrc = end_hrc - start_hrc;
  cout << d << endl << endl;
  cout << "Time-HRC: " << diff_hrc.count() << " s" << endl;
}

Answer 1

My question is what causes such a dramatic difference between OS time measurements and performance time measurements?

您的系统似乎需要一段时间才能启动您的应用程序。可能是资源问题:没有足够的可用内存(交换)或 CPU 超额订阅。

在我的桌面上没有观察到显着差异:

Time-HRC: 1.39005 s
real    0m1.391s
user    0m1.387s
sys     0m0.004s