精确测量线程中代码的执行时间（C#）

Question

我试图在多个线程上尽可能准确地测量某些代码的执行时间，同时考虑上下文切换和线程停机时间。该应用程序是用 C# (VS 2008) 实现的。示例：

public void ThreadFunc ()
{
    // Some code here

    // Critical block #1 begins here
    long lTimestamp1 = Stopwatch.GetTimestamp ();

    CallComplex3rdPartyFunc (); // A

    long lTimestamp2 = Stopwatch.GetTimestamp ();
    // Critical block #1 ends here

    // Some code here

    // Critical block #2 begins here
    long lTimestamp3 = Stopwatch.GetTimestamp ();

    CallOtherComplex3rdPartyFunc (); // B

    long lTimestamp4 = Stopwatch.GetTimestamp ();
    // Critical block #2 ends here

    // Save timestamps for future analysis.
}

public int Main ( string[] sArgs )
{
    // Some code here

    int nCount = SomeFunc ();

    for ( int i = 0; i < nCount; i++ )
    {
        Thread oThread = new Thread ( ThreadFunc );
        oThread.Start ();
    }

    // Some code here

    return ( 0 );
}

我想尽可能准确地测量上述两个关键代码块的执行时间。标记为 A 和 B 的两个调用可能是长函数调用，有时可能需要几秒钟才能执行，但在某些情况下可能会在几毫秒内完成。

我在多个线程上运行上述代码 - 1 到 200 个线程之间，具体取决于用户输入。运行此代码的计算机有 2-16 个核心 - 用户在较弱的计算机上使用较低的线程数。

问题是 A 和 B 都是潜在的长函数，因此在它们的执行过程中很可能至少会发生一次上下文切换 - 可能不止一次。因此代码获取lTimestamp1，然后另一个线程开始执行（并且当前线程等待）。最终当前线程重新获得控制权并检索 lTimestamp2。

这意味着 lTimestamp1 和 lTimestamp2 之间的持续时间包括线程实际未运行的时间 - 当其他线程执行时，它正在等待再次调度。然而，滴答计数无论如何都会增加，所以持续时间现在实际上是

代码块时间 = A + B + 在其他线程中花费的时间

而我希望它只是

代码块时间 = A + B

对于大量线程来说，这尤其是一个问题，因为它们都有机会运行，因此上述计时会更高，而所有其他线程在相关线程获得另一次机会之前运行运行。

所以我的问题是：是否可以以某种方式计算线程未运行的时间，然后相应地调整上述时间？我想完全或至少尽可能多地消除（减去）第三项。该代码运行了数百万次，因此最终的时间是根据大量样本计算出来的，然后取平均值。

我不是在寻找探查器产品等 - 应用程序需要尽可能准确地对这些标记的部分进行计时。函数 A 和 B 是第三方函数，我无法以任何方式更改它们。我还意识到以纳秒精度测量时间时可能出现的波动以及这些第三方函数内部可能存在的开销，但我仍然需要进行此测量。

任何建议将不胜感激 - C++ 或 x86 汇编代码也可以工作。

编辑：似乎不可能实现这一点。 Scott 下面的想法（使用 GetThreadTimes）很好，但不幸的是 GetThreadTimes() 是一个有缺陷的 API，它几乎从不返回正确的数据。感谢您的所有回复！

Answer 1

这可以通过本机 API 调用 GetThreadTimes 来完成。这是一篇使用它的文章 CodeProject。

第二种选择是使用 QueryThreadCycleTime。这不会给您时间，但会给您当前线程已执行的周期数。

请注意，您不能直接转换周期->秒，因为许多处理器（尤其是移动处理器）并不以固定速度运行，因此没有可以乘以的常数获取经过的时间（以秒为单位）。但是，如果您使用的处理器不改变其速度，那么从周期中获取挂钟时间将是一个简单的数学问题。

Answer 2

您可以使用 Stopwatch.Start() 和Stopwatch.Stop() 方法暂停/继续时间测量，它不会重置已过去/ElapsedMilliseconds 值，因此也许您可以利用它。

关于线程上下文切换 - 我相信没有办法在托管代码中处理它，因此不可能排除线程挂起的时间

编辑：

一篇带有基准的有趣文章：进行上下文切换需要多长时间？