如何使用C# Stopwatch 测量微秒级精确度
跟同事讨论到- 用C# Stopwatch 取得效能数值,Stopwatch.ElapsedMilliseconds 只到毫秒(ms),如果需要更高的时间精确度(微秒μs,甚至奈秒ns),该怎么做?
原以为要费番功夫,在Stackoverlow查到讨论,答案意外地简单。
准备测试程式如下,比较MD5 及SHA1 计算1MB byte[] 杂凑值所秏费时间:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
|
static byte [] data = new byte [1024 * 1024]; static void Main( string [] args) { Test1(); Console.ReadLine(); } private static void Test1() { Console.WriteLine( "Test 1" ); for (var i = 0; i < 5; i++) { Stopwatch sw = new Stopwatch(); sw.Start(); var md5 = MD5.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); Console.WriteLine($ "MD5 {sw.ElapsedMilliseconds}ms" ); sw.Restart(); var sha1 = SHA1.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); Console.WriteLine($ "SHA1 {sw.ElapsedMilliseconds}ms" ); } } |
执行结果如下:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
|
Test 1 MD5 10ms SHA1 2ms MD5 2ms SHA1 2ms MD5 2ms SHA1 2ms MD5 2ms SHA1 2ms MD5 2ms SHA1 2ms |
有两个问题,第一是回圈的第一次执行因涉及.NET 初始化,耗时会异常偏高(先做SHA1 再做MD5,就变成第一笔SHA1 超过10ms),第二是MD5 与SHA1 执行时间相近,都是2ms 多,用ElapsedMilliseconds 看不出差异。
针对首次数值耗时偏差问题,除了略过第一次数据不计,我想到的另一个解法是在Test1()前先跑一次MD5.Create()完成相关初始化。至于ElapsedMilliseconds看不出差异问题,改用ElapsedTicks是种解法,但要注意,ElaspedTicks换算成时间单位时,不是除以TimeSpan.TicksPerMillisecond而是依CPU频率而定,需使用Stopwatch.Frequency (每秒Tick数)。
第二版改用ElapsedTicks * 1000000F / Stopwatch.Frequency 计算微秒(Microsecond, μs),执行前先MD5.Create() 暖机。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
|
static byte [] data = new byte [1024 * 1024]; static void Main( string [] args) { MD5.Create(); Test2(); Console.ReadLine(); } private static void Test2() { Console.WriteLine( "Test 2" ); for (var i = 0; i < 5; i++) { Stopwatch sw = new Stopwatch(); sw.Start(); var md5 = MD5.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); // Console.WriteLine($ "MD5 {sw.ElapsedTicks * 1000000F / Stopwatch.Frequency:n3}μs" ); sw.Restart(); var sha1 = SHA1.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); Console.WriteLine($ "SHA1 {sw.ElapsedTicks * 1000000F / Stopwatch.Frequency:n3}μs" ); } } |
执行结果的第一次时间偏长问题消失,而也呈现出SHA1 比MD5 计算耗时的证据。而由数值来看,精确度可到0.1μs = 100ns。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
|
Test 2 MD5 2,402.200μs SHA1 2,724.000μs MD5 2,017.300μs SHA1 2,576.900μs MD5 2,102.100μs SHA1 2,578.700μs MD5 2,024.100μs SHA1 2,600.300μs MD5 2,008.300μs SHA1 2,624.300μs |
自己计算麻烦了点,Stopwatch 有个Elapsed 属性,型别为TimeSpan,其中TotalMilliseconds 属性精确度即可达到μs 及100ns。请看第三版:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
|
static byte [] data = new byte [1024 * 1024]; static void Main( string [] args) { MD5.Create(); Test3(); Console.ReadLine(); } private static void Test3() { Console.WriteLine( "Test 3" ); for (var i = 0; i < 5; i++) { Stopwatch sw = new Stopwatch(); sw.Start(); var md5 = MD5.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); Console.WriteLine($ "MD5 {sw.Elapsed.TotalMilliseconds * 1000:n3}μs" ); sw.Restart(); var sha1 = SHA1.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); Console.WriteLine($ "SHA1 {sw.Elapsed.TotalMilliseconds * 1000:n3}μs" ); } } |
执行结果与第二版相同,但程式更简单一些。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
|
Test 3 MD5 2,423.400μs SHA1 2,692.400μs MD5 2,204.000μs SHA1 2,976.800μs MD5 2,094.500μs SHA1 2,588.600μs MD5 2,034.600μs SHA1 2,598.900μs MD5 2,029.900μs SHA1 2,887.000μs |
以上就是如何使用C# Stopwatch 测量微秒精确度的详细内容,更多关于C# Stopwatch 测量微秒精确度的资料请关注脚本之家其它相关文章!