• C++11的chrono库,实现毫秒微秒级定时


    C++11有了chrono库,可以很容易的实现定时功能。
    chrono:
      chrono库主要包含了三种类型:时间间隔Duration、时钟Clocks和时间点Time point。
    Duration:
      duration表示一段时间间隔,用来记录时间长度,可以表示几秒钟、几分钟或者几个小时的时间间隔,duration的原型是:
                  template<class Rep, class Period = std::ratio<1>> class duration;
      第一个模板参数Rep是一个数值类型,表示时钟个数;第二个模板参数是一个默认模板参数std::ratio,它的原型是:
                  template<std::intmax_t Num, std::intmax_t Denom = 1> class ratio;
      它表示每个时钟周期的秒数,其中第一个模板参数Num代表分子,Denom代表分母,分母默认为1,ratio代表的是一个分子除以分母的分数值,比如ratio<2>代表一个时钟周期是两秒,ratio<60>代表了一分钟,ratio<60*60>代表一个小时,ratio<60*60*24>代表一天。而ratio<1, 1000>代表的则是1/1000秒即一毫秒,ratio<1, 1000000>代表一微秒,ratio<1, 1000000000>代表一纳秒。标准库为了方便使用,就定义了一些常用的时间间隔,如时、分、秒、毫秒、微秒和纳秒,在chrono命名空间下,它们的定义如下:
    1 typedef duration <Rep, ratio<3600,1>> hours;
    2 typedef duration <Rep, ratio<60,1>> minutes;
    3 typedef duration <Rep, ratio<1,1>> seconds;
    4 typedef duration <Rep, ratio<1,1000>> milliseconds;
    5 typedef duration <Rep, ratio<1,1000000>> microseconds;
    6 typedef duration <Rep, ratio<1,1000000000>> nanoseconds;

      通过定义这些常用的时间间隔类型,我们能方便的使用它们,比如线程的休眠:

    1 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3)); //休眠三秒
    2 std::this_thread::sleep_for(std::chrono:: milliseconds (100)); //休眠100毫秒
    Time point:
      time_point表示一个时间点,用来获取1970.1.1以来的秒数和当前的时间, 可以做一些时间的比较和算术运算,可以和ctime库结合起来显示时间。time_point必须要clock来计时,time_point有一个函数time_from_eproch()用来获得1970年1月1日到time_point时间经过的duration。下面的例子计算当前时间距离1970年1月一日有多少天:
     1 <span style="font-size:14px;color:#333333;">#include <iostream>
     2 #include <ratio>
     3 #include <chrono>
     4 int main ()
     5 {
     6   using namespace std::chrono;
     7   typedef duration<int,std::ratio<60*60*24>> days_type;
     8   time_point<system_clock,days_type> today = time_point_cast<days_type>(system_clock::now());
     9   std::cout << today.time_since_epoch().count() << " days since epoch" << std::endl;
    10   return 0;
    11 }</span>
    Clocks:
      表示当前的 系统时钟,内部有time_point, duration, Rep, Period等信息,它主要用来获取当前时间,以及实现time_t和time_point的相互转换。Clocks包含三种时钟: 
      system_clock:从系统获取的时钟;
      steady_clock:不能被修改的时钟;
      high_resolution_clock:高精度时钟,实际上是system_clock或者steady_clock的别名。
      可以通过now()来获取当前时间点:
    1 #include <iostream>
    2 #include <chrono>
    3 int main()
    4 {
    5 std::chrono::steady_clock::time_point t1 = std::chrono::system_clock::now();
    6 std::cout << "Hello World
    ";
    7 std::chrono::steady_clock::time_point t2 = std::chrono:: system_clock::now();
    8 std::cout << (t2-t1).count()<<” tick count”<<endl;
    9 }
      通过时钟获取两个时间点之相差多少个时钟周期,我们可以通过duration_cast将其转换为其它时钟周期的duration:
    cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>( t2-t1 ).count() <<” microseconds”<< endl;

         system_clock的to_time_t方法可以将一个time_point转换为ctime,而from_time_t方法则是相反的,它将ctime转换为time_point:

    std::time_t now_c = std::chrono::system_clock::to_time_t(time_point);
        可以利用high_resolution_clock来实现一个类似于boost.timer的定时器,这样的timer在测试性能时会经常用到,经常用它来测试函数耗时,可实现毫秒微秒级定时,它的基本用法是这样的:
     1 #include<chrono>
     2 usingnamespace std;
     3 usingnamespace std::chrono;
     4 classTimer
     5 {
     6 public:
     7     Timer() : m_begin(high_resolution_clock::now()) {}
     8     void reset() { m_begin = high_resolution_clock::now(); }
     9     //默认输出毫秒
    10     int64_t elapsed() const
    11     {
    12         return duration_cast<chrono::milliseconds>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
    13     }
    14     //微秒
    15     int64_t elapsed_micro() const
    16     {
    17         return duration_cast<chrono::microseconds>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
    18     } 
    19     //纳秒
    20     int64_t elapsed_nano() const
    21     {
    22         return duration_cast<chrono::nanoseconds>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
    23     }
    24     //
    25     int64_t elapsed_seconds() const
    26     {
    27         return duration_cast<chrono::seconds>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
    28     }
    29     //
    30     int64_t elapsed_minutes() const
    31     {
    32         return duration_cast<chrono::minutes>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
    33     }
    34     //
    35     int64_t elapsed_hours() const
    36     {
    37         return duration_cast<chrono::hours>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
    38     }
    39 private:
    40     time_point<high_resolution_clock> m_begin;
    41 };

      测试代码:

     1 void fun()
     2 {
     3     cout<<”hello word”<<endl;
     4 }
     5 int main()
     6 {
     7     timer t; //开始计时
     8     fun()
     9     cout<<t.elapsed()<<endl; //打印fun函数耗时多少毫秒
    10     cout<<t.elapsed_micro ()<<endl; //打印微秒
    11     cout<<t.elapsed_nano ()<<endl; //打印纳秒
    12     cout<<t.elapsed_seconds()<<endl; //打印秒
    13     cout<<t.elapsed_minutes()<<endl; //打印分钟
    14     cout<<t.elapsed_hours()<<endl; //打印小时
    15 }

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