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探讨性能测试中的计时问题作者：龚勋下载源代码摘要：本文结合作者在代码性能测试工作中的经验，介绍一组自己封装的的计时函数。使用该组函数可以简化测试工作，从而把更多的精力放在主要工作上，不需要过多地维护计时代码，仅仅使用两个宏就可以方便、精确地实现多个模块、多方式的时间性能测试，并且计时结果以一个文本文件独立保存，清晰直观。关键字：精确计时；性能测试；在系统测试时，尤其在需要测试算法或者某些模块的运行时间时，往往需要调用一些时间函数库（如VC中的timeGetTime等可以获取毫秒级的时间），在待测试的模块前后分别测试时间，然后，计算前后两个时间的差值，就得到模块的运行时间，如图1。图1一个典型的模块计时方法但是，使用原始的计时函数直接进行时间测试在很多复杂情况下不方便，如图1，当在一个模块中有多个子模块需要分别计时，所编写的计时代码甚至比原有的代码还多，这增加了程序维护和阅读的难度，容易出错。作者结合自己在相关工作中的经验，封装了一组计时函数，共享给大家。该组函数有如下几个优点： 计时精确：封装的是高精度的计时API函数QueryPerformanceCounter()，该函数根据硬件定时器的频率，理论上可以得到微秒(us)级精度的计时结果； 使用简单：只用在待测试的模块前后加上两个宏BM_START和BM_END，不需要对结果进行计算，也不需要考虑对各个模块测试结果数据的维护，这些操作已经被封装。 结果输出独立：在系统运行结果时，只需要调用一个函数就可以把计时结果保存在一个文本文件里，如图5和图8所示。1.高精度计时函数在Windows系统下，程序员通常可以使用多种方式来进行时间控制：如使用前文提到的timeGetTime()函数，或者使用GetTickCount()函数，又或实现WM_TIMER消息的映射等等。但是这些方法得到的时间精度都有一定的局限性，为了增加下文将到介绍的计时函数库的适用性，本文采用高精度的时控API函数QueryPerformanceCounter()。计时之前，调用QueryPerformanceFrequency()函数获得机器内部定时器的时钟频率，然后在需要计时的模块前后分别调用QueryPerformanceCounter()函数，利用两次获得的计数之差获得时钟频率，计算出模块的运行时间。代码如图2：图2精确计时代码段2.封装计时函数2.1.数据结构为了维护计时结果，我们定义如下几个数据：#defineBENCHMARK_MAX_COUNT20doublegStarts[BENCHMARK_MAX_COUNT];doublegEnds[BENCHMARK_MAX_COUNT];doublegCounters[BENCHMARK_MAX_COUNT];doubledfFreq=1;其中，BENCHMARK_MAX_COUNT定义了需要计时的模块总数，20表示最多可以定时20个模块，该值可以根据具体应用而定。gStarts和gEnds分别用于保存开始计时和终止计时的计数器的值，gCounters用来保存计时结果。全局变量dfFreq用来保存上文介绍的时钟频率，如图2所示。2.2.初始化InitBenchmark()初始化函数InitBenchmark()包括两部分内容： 对数组gStarts,gEnds,gCounter清零； 获得机器内部定时器时钟频率。InitBenchmark()代码如下所示：voidInitBenchmark(){ResetBenchmarkCounters();GetClockFrequent();}该函数一般在程序运行最初调用。2.3.开始计时BMTimerStart()开始计时函数BMTimerStart()放在计时模块的开始，函数定义如下：voidBMTimerStart(intiModel){LARGE_INTEGERlitmp;QueryPerformanceCounter(litmp);gStarts[iModel]=litmp.QuadPart;}其中参数iModel表示当前计时的模块序号，0=iModel=BENCHMARK_MAX_COUNT;为了简化调用代码，我们给出一个宏定义如下:#defineBM_START(t)BMTimerStart(t);2.4.终止计时BMTimerEnd（）终止计时函数BMTimerEnd()放在计时模块的结束，函数定义如下：voidBMTimerEnd(intiModel){LARGE_INTEGERlitmp;QueryPerformanceCounter(litmp);gEnds[iModel]=litmp.QuadPart;gCounters[iModel]+=(((gEn