C++11 时钟:g++ steady_clock::is_steady == false？

Question

所以准确的计时对我来说很重要，我正在研究 C++ 11 中指定的 3 种时钟，即 system_clock、steady_clock 和 high_resolution_clock。我最初关心的是测试不同类型时钟的调用开销是否存在差异，并检查每种时钟的分辨率。这是我的示例程序:

#include <chrono>
#include <cstdio>
using namespace std;
using namespace std::chrono;

int main(int argc, char **argv)
{
  size_t N = 1e6;
  if(2 == argc) {
    sscanf(argv[1], "%zu", &N);
  }

#if defined(hrc)
  typedef high_resolution_clock clock;
#warning "High resolution clock"
#elif defined(sc)
  typedef steady_clock clock;
#warning "Steady clock"
#elif defined(sys)
  typedef system_clock clock;
#warning "System clock"
#endif

  const double resolution = double(clock::period::num) / double(clock::period::den);

  printf("clock::period: %lf us.\n", resolution*1e6);
  printf("clock::is_steady: %s\n", clock::is_steady ? "yes" : "no");
  printf("Calling clock::now() %zu times...\n", N);

  // first, warm up
  for(size_t i=0; i<100; ++i) {
    time_point<clock> t = clock::now();
  }

  // loop N times
  time_point<clock> start = clock::now();
  for(size_t i=0; i<N; ++i) {
    time_point<clock> t = clock::now();
  }
  time_point<clock> end = clock::now();

  // display duration
  duration<double> time_span = duration_cast<duration<double>>(end-start);
  const double sec = time_span.count();
  const double ns_it = sec*1e9/N;
  printf("That took %lf seconds. That's %lf ns/iteration.\n", sec, ns_it);

  return 0;
}

我用它编译

$ g++-4.7 -std=c++11 -Dhrc chrono.cpp -o hrc_chrono
chrono.cpp:15:2: warning: #warning "High resolution clock" [-Wcpp]
$ g++-4.7 -std=c++11 -Dsys chrono.cpp -o sys_chrono
chrono.cpp:15:2: warning: #warning "System clock" [-Wcpp]
$ g++-4.7 -std=c++11 -Dsc  chrono.cpp -o sc_chrono
chrono.cpp:15:2: warning: #warning "Steady clock" [-Wcpp]

我用 G++ 4.7.2 编译，然后运行

• SUSE Linux，内核 v3.1.10，CPU i7
• Angstrom Linux 嵌入式系统，内核 v3.1.10，MCU Tegra 2 (ARM Cortex A9)。

首先令人惊讶的是，这 3 种时钟显然是同义词。它们都有相同的周期(1 微秒)，时间/调用几乎相同。 如果都一样，指定3种时钟有什么意义？这仅仅是因为chrono的G++实现还不成熟吗？或者也许 3.1.10 内核只有一个用户可访问的时钟？

第二个惊喜是 steady_clock::is_steady == false。我相当确定，根据定义，该属性应该为真。是什么赋予了？？我该如何解决(即实现稳定的时钟)？

如果您可以在其他平台/编译器上运行这个简单的程序，我很想知道结果。如果有人想知道，我的 Core i7 大约是 25 纳秒/迭代，而 Tegra 2 是 1000 纳秒/迭代。

Answer 1

steady_clock 支持 GCC 4.7(如 4.7 版本的文档所示:http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.2/libstdc++/manual/manual/status.html#status.iso.2011)和 steady_clock::is_steady是正确的，但前提是您使用 --enable-libstdcxx-time=rt

构建 GCC

参见 https://stackoverflow.com/a/12961816/981959有关该配置选项的详细信息。

对于 GCC 4.9，如果您的 OS 和 C 库支持 clock_gettime 的 POSIX 单调时钟，它将自动启用(这对于具有 glibc 2.17 或更高版本的 GNU/Linux 以及 Solaris 10、IIRC 是正确的)

这是在 AMD Phenom II X4 905e，2.5GHz 上使用 --enable-libstdcxx-time=rt 配置 GCC 4.8 的结果，但我认为它现在被限制到 800MHz，运行 Linux 3.6.11、glibc 2.15

$ ./hrc
clock::period: 0.001000 us.
clock::is_steady: no
Calling clock::now() 1000000 times...
That took 0.069646 seconds. That's 69.645928 ns/iteration.
$ ./sys
clock::period: 0.001000 us.
clock::is_steady: no
Calling clock::now() 1000000 times...
That took 0.062535 seconds. That's 62.534986 ns/iteration.
$ ./sc
clock::period: 0.001000 us.
clock::is_steady: yes
Calling clock::now() 1000000 times...
That took 0.065684 seconds. That's 65.683730 ns/iteration.

并且在运行 Linux 3.4.0、glibc 的 ARMv7 Exynos5 上使用 GCC 4.7 没有 --enable-libstdcxx-time(因此所有三种时钟类型的结果相同) 2.16

clock::period: 1.000000 us.
clock::is_steady: no
Calling clock::now() 1000000 times...
That took 1.089904 seconds. That's 1089.904000 ns/iteration.