gettickcount函数在Linux中的替代方案|极客教程

gettickcount函数在Linux中的替代方案

摘要

gettickcount函数是一个用于计算程序运行时间的函数，常见于Windows操作系统的应用程序中。然而，在Linux下并没有直接对应的gettickcount函数。本文将介绍在Linux中替代gettickcount函数的几种方案，并分析它们的优缺点以及使用方法。

1. `clock_gettime`函数

clock_gettime函数是一个用于获取系统时间的函数，可以用来替代gettickcount函数。在Linux中，clock_gettime函数提供了更加精确的时间计算功能。具体用法如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

unsigned long get_tick_count()
{
    struct timespec ts;
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
    return (ts.tv_sec * 1000) + (ts.tv_nsec / 1000000);
}

int main()
{
    unsigned long ticks = get_tick_count();
    printf("Ticks: %lu\n", ticks);
    return 0;
}

在上述示例代码中，我们通过clock_gettime函数获取了系统的绝对时间，并转换为毫秒级别的tick数。需要注意的是，CLOCK_MONOTONIC参数表示获取的是系统的绝对时间，与系统时间的改变无关。

值得注意的是，clock_gettime函数需要链接-lrt库，才能正确编译和运行。编译命令如下：

gcc -o program program.c -lrt

2. `gettimeofday`函数

gettimeofday函数也是一个用于获取系统时间的函数，同样可以用来替代gettickcount函数。不过，与clock_gettime函数不同的是，gettimeofday函数返回的时间包含了微秒级别的精度。具体用法如下：

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>

unsigned long get_tick_count()
{
    struct timeval tv;
    gettimeofday(&tv, NULL);
    return (tv.tv_sec * 1000) + (tv.tv_usec / 1000);
}

int main()
{
    unsigned long ticks = get_tick_count();
    printf("Ticks: %lu\n", ticks);
    return 0;
}

在上述示例代码中，我们通过gettimeofday函数获取了系统的绝对时间，并转换为毫秒级别的tick数。gettimeofday函数第二个参数传入NULL表示获取本地时区的时间。

3. `clock`函数

clock函数是一个用于测量程序运行时间的函数，可以用来替代gettickcount函数。不同于前两个函数，clock函数返回的是程序运行的CPU时间，而不是系统时间。具体用法如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

unsigned long get_tick_count()
{
    clock_t ticks = clock();
    return (ticks * 1000) / CLOCKS_PER_SEC;
}

int main()
{
    unsigned long ticks = get_tick_count();
    printf("Ticks: %lu\n", ticks);
    return 0;
}

在上述示例代码中，我们通过clock函数获取了程序运行的CPU时间，并转换为毫秒级别的tick数。CLOCKS_PER_SEC表示每秒钟的CPU时钟数。

需要注意的是，clock函数返回的是累计的CPU时间，并非程序实际执行的时间。因此，在多线程或者涉及到睡眠等操作时，clock函数的结果可能不准确。

4. `rdtsc`指令

rdtsc指令是一条用于获取时间戳计数器的指令，可以用来替代gettickcount函数。这条指令可以直接读取CPU的时间戳计数器，因此可以达到最高的时间精度。以下是一个使用rdtsc指令的示例代码：

#include <stdio.h>

unsigned long long get_tick_count()
{
    unsigned int lo, hi;
    __asm__ volatile("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi));
    return ((unsigned long long)hi << 32) | lo;
}

int main()
{
    unsigned long long ticks = get_tick_count();
    printf("Ticks: %llu\n", ticks);
    return 0;
}

在上述示例代码中，我们通过rdtsc指令获取了CPU的时间戳计数器，并将其转换为64位的tick数。

需要注意的是，rdtsc指令的结果是一个64位的整数，所以需要使用unsigned long long类型来存储。

5. 方案比较

下表总结了上述四种方案的优缺点：

方案	精度	使用方法简单度	跨平台兼容性
`clock_gettime`	高	中低	好
`gettimeofday`	中高	中低	好
`clock`	低（不准确）	中低	好
`rdtsc`	最高	低	差

clock_gettime函数精度高，使用方法相对简单，且具备良好的跨平台兼容性。适用于大多数场景。
gettimeofday函数精度中高，使用方法相对简单，具备良好的跨平台兼容性。适用于需要更高精度的场景。
clock函数精度较低，并且在多线程或涉及到睡眠等操作时精度可能不准确。适用于简单和单线程的场景。
rdtsc指令精度最高，但是使用方法较复杂，且不具备跨平台兼容性。适用于对精度要求极高的场景。

综上所述，对于大多数应用场景，建议使用clock_gettime函数或gettimeofday函数作为gettickcount函数在Linux下的替代方案。

6. 总结

本文详细介绍了在Linux中替代gettickcount函数的几种方案，包括clock_gettime函数、gettimeofday函数、clock函数和rdtsc指令。通过比较它们的优缺点，我们可以根据具体需求选择合适的方案。在实际应用中，我们应根据场景需要选择适当的函数或指令，以获得准确且高精度的时间计算结果。