C#中精確計時的一點收穫



原文地址 http://www.cnblogs.com/jintianhu/archive/2010/09/01/1815031.html

以下所有代碼運行環境：Windows 2003, Intel(R) Core(TM) 2 Duo CPU E8400 @  3.00GHz 2.99GHz,2.96GB內存

根據綜合網上的一些文章，精確計時主要有以下幾種方式

1 調用WIN API中的GetTickCount

[DllImport("kernel32")]
static extern uint GetTickCount();

從操作系統啓動到現在所經過的毫秒數，精度爲1毫秒，經簡單測試發現其實誤差在大約在15ms左右

缺點：返回值是uint,最大值是2的32次方，因此如果服務器連續開機大約49天以後，該方法取得的返回值會歸零

用法：

uint s1 = GetTickCount();
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine(GetTickCount() - s1);  //單位毫秒

2 調用WIN API中的timeGetTime  推薦

[DllImport("winmm")]
static extern uint timeGetTime();

常用於多媒體定時器中，與GetTickCount類似，也是返回操作系統啓動到現在所經過的毫秒數，精度爲1毫秒。

一般默認的精度不止1毫秒（不同操作系統有所不同），需要調用timeBeginPeriod與timeEndPeriod來設置精度

[DllImport("winmm")] static extern void timeBeginPeriod(int t); [DllImport("winmm")] static extern void timeEndPeriod(int t);

 缺點：與GetTickCount一樣，受返回值的最大位數限制。

用法：

timeBeginPeriod(1);
uint start = timeGetTime();
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine(timeGetTime() - start);  //單位毫秒
timeEndPeriod(1);

 3 調用.net自帶的方法System.Environment.TickCount

獲取系統啓動後經過的毫秒數。經反編譯猜測它可能也是調用的GetTickCount，但是它的返回值是int，而GetTickCount與timeGetTime方法的原型中返回值是DWORD，對應C#中的uint，難道.NET對System.Environment.TickCount另外還做了什麼處理麼？
缺點：與GetTickCount一樣，受返回值的最大位數限制。

用法：

int aa = System.Environment.TickCount;
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine(System.Environment.TickCount - aa); //單位毫秒

 

 注：經過測試，發現GetTickCount、System.Environment.TickCount也可以用timeBeginPeriod與timeEndPeriod來設置精度，最高可將精度提高到1毫秒。不知是什麼原因？

 4 調用WIN API中的QueryPerformanceCounter

[DllImport("kernel32.dll ")]
static extern bool QueryPerformanceCounter(ref   long lpPerformanceCount);

用於得到高精度計時器（如果存在這樣的計時器）的值。微軟對這個API解釋就是每秒鐘某個計數器增長的數值。
如果安裝的硬件不支持高精度計時器,函數將返回false需要配合另一個API函數QueryPerformanceFrequency。

[DllImport("kernel32")] static extern bool QueryPerformanceFrequency(ref long PerformanceFrequency);

 QueryPerformanceFrequency返回硬件支持的高精度計數器的頻率，如果安裝的硬件不支持高精度計時器,函數將返回false。

用法：

long a = 0;
QueryPerformanceFrequency(ref a);
long b = 0, c = 0;
QueryPerformanceCounter(ref b);
Thread.Sleep(2719);
QueryPerformanceCounter(ref c);
Console.WriteLine((c - b) / (decimal)a);  //單位秒

精度爲百萬分之一秒。而且由於是long型，所以不存在上面幾個API位數不夠的問題。

缺點：在一篇文章看到，該API在節能模式的時候結果偏慢，超頻模式的時候又偏快，而且用電池和接電源的時候效果還不一樣（筆記本）
原文地址：http://delphi.xcjc.net/viewthread.php?tid=1570
未經過超頻等測試，如果是真的，那該API出來的結果就可能不準。

 5 使用.net的System.Diagnostics.Stopwatch類    推薦

Stopwatch 在基礎計時器機制中對計時器的刻度進行計數，從而測量運行時間。如果安裝的硬件和操作系統支持高分辨率性能的計數器，則 Stopwatch 類將使用該計數器來測量運行時間；否則，Stopwatch 類將使用系統計數器來測量運行時間。使用 Frequency 和 IsHighResolution 兩個靜態字段可以確定實現 Stopwatch 計時的精度和分辨率。

實際上它裏面就是將QueryPerformanceCounter、QueryPerformanceFrequency兩個WIN API封裝了一下，如果硬件支持高精度，就調用QueryPerformanceCounter，如果不支持就用DateTime.Ticks來計算。

用法：

Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
Thread.Sleep(2719);
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedTicks / (decimal)Stopwatch.Frequency);

6 使用CPU時間戳進行更高精度計時

原文地址：http://www.chinaunix.net/jh/23/110190.html

該方法的原理我不是很明白，硬件知識太匱乏了。精度是ns

在C#中要用該方法必須先建立一個託管C++項目（因爲要內嵌彙編），編譯成DLL供c#調用，有點麻煩。

C++代碼：

// MLTimerDot.h

#pragma once

using namespace System;

namespace MLTimerDot {

        //得到計算機啓動到現在的時鐘週期 
        unsigned __int64 GetCycleCount(void) 
        { 
                _asm  _emit 0x0F 
                _asm  _emit 0x31 
        } 


        //聲明 .NET 類 
        public __gc class MLTimer 
        { 
        public: 
                MLTimer(void) 
                { 
                      
                } 

                //計算時鐘週期
                UInt64 GetCount(void) 
                {
                        return GetCycleCount(); 
                } 

        }; 
}

C#調用：

long a = 0;
QueryPerformanceFrequency(ref a);

MLTimerDot.MLTimer timer = new MLTimerDot.MLTimer();
ulong ss= timer.GetCount();
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine((timer.GetCount() - ss) / (decimal)a);

缺點：和QueryPerformanceCounter一樣，結果不太穩定。

 

我的結論：常規應用下timeGetTime完全夠用了，將精度調到1毫秒，大部分境況都夠用。System.Diagnostics.Stopwatch由於調用方便，也推薦使用。