Question

所以我想知道当前线程到目前为止执行的时间。我正在尝试使用getrusage(RUSAGE_THREAD, &r_usage);。以下是我的困惑：

1-此函数返回的时间是否包括线程被阻止的时间（例如在条件变量上）或预定出来的时间？

2-线程因其他原因被阻止的时间如何，例如阻止I / O？

3-我可以提高时间精度，使getrusage(RUSAGE_THREAD, &r_usage);以纳秒为单位返回吗？

非常感谢！

Answer 1

似乎很难相信所花费的时间（无论出于何种原因）将被视为执行时间 - 但是如果它有机会，请让我们做一个快速实验来获得一个想法：< / p>

#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>
#include <iostream>
#include <iomanip>

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, timeval const &t) {
    return os << t.tv_sec << '.' << std::setw(6) << std::setfill('0') << t.tv_usec << std::setfill(' ');
}

int main() {
    rusage r;

    getrusage(RUSAGE_THREAD, &r);
    std::cout << r.ru_utime << " [" << r.ru_stime << "]\n";
    sleep(10);
    getrusage(RUSAGE_THREAD, &r);
    std::cout << r.ru_utime << " [" << r.ru_stime << "]\n";
}

结果：

0.000000 [0.000000]
0.000000 [0.000000]

所以，睡觉的时间并没有收费。我们可以使用互斥锁进行类似的测试：

#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <thread>
#include <mutex>

using namespace std::literals;

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, timeval const &t) {
    return os << t.tv_sec << '.' << std::setw(6) << std::setfill('0') << t.tv_usec << std::setfill(' ');
}

int main() {
    rusage r;

    getrusage(RUSAGE_THREAD, &r);
    std::cout << r.ru_utime << " [" << r.ru_stime << "]\n" << std::flush;

    std::mutex m;
    m.try_lock();   // ensure mutex is locked

    // create thread to unlock mutex after 5 seconds:
    auto t = std::thread([&]{ std::this_thread::sleep_for(5s); m.unlock(); });

    // wait for mutex to be unlocked
    m.lock();

    // re-check resource usage
    getrusage(RUSAGE_THREAD, &r);
    std::cout << r.ru_utime << " [" << r.ru_stime << "]\n";
    t.join();
}

这给出了类似的结果。我没有为条件变量重复它而感到困扰，但是看到不同的结果我会感到非常惊讶（condvar总是与互斥锁相关联，它是你的互斥体真的等等）。

尝试测试每种可能类型的I / O都不太实际，但过去的经验表明它也是如此：等待I / O的时间被阻止不被视为执行时间。

就准确性而言，我认为可以理论上将精度提高到纳秒范围，但它会涉及重写内核，而不仅仅是翻转开关或调用不同的函数。实际上，即使在那时你是否能够使多更准确，这是一个很大的问题。如果你需要纳秒级精度，这可能不是适合这项工作的工具。

Answer 2

不，通常，阻止的时间不会被分配给用户或内核CPU时间（这是rusage测量的）。 rusage计时器基本上是一个＆＃34;挂钟计时器＆＃34;这是由OS启动和停止的：当进程被调度时，它会记录时间以及它何时被取消调度它会停止它（类似于用户/内核在进入/退出到内核例程时拆分）。所有这些段的总和是CPU时间。

在某些情况下，如IO，内核可能正在进行实际工作，而不是等待，可能会分配给您的流程。

如果您想要更高的 CPU时间，您应该查看性能计数器。在Linux上，您可以使用perf_events系统以虚拟化方式访问这些计数器，或使用包含对此子系统的访问权限的PAPI库，或者最容易上手的是使用像libpfc提供简单的计数器访问。

你也问：

此外，我如何在I / O上花费时间？

由于现代系统上IO的异步和缓存特性，这是一个棘手的问题。很难精确确定花费的时间以及如何分配它（例如，如果一个进程将一个页面从磁盘带入缓存，然后其他10个进程随后访问它，那么如何分配IO时间）？有人认为你可以做的是查看/proc/pid/计数器和状态条目，它们可能有一个阻塞IO指示符。实际上，top可以显示处于此状态的进程，因此您可能会从/proc/$pid获取此进程。请注意，您必须从其他一些线程中对此文件系统进行采样，以便实现这一目标。

或者，您可以尝试在应用程序级别检测IO调用。最后，您可以在Linux上使用类似ptrace或更新FTrace的内容来检测IO调用的内核级别，您可以按进程对其进行过滤。较新的内核显然具有＆＃34;每进程IO计费＆＃34; - 但我无法快速挖掘出一个好的链接。可能iotop的来源可能会有你需要的电话。

最后，这完全取决于到目前为止当前线程执行的时间的意思：如果你想要包含IO，也许你只需要挂钟时间，因为线程开始？然后你可以使用clock_gettime和朋友，它们提供纳秒分辨率（名义上，但调用本身需要至少十几纳秒，所以你不能准确地测量需要1或2纳秒的东西）。

getrusage（RUSAGE_THREAD，＆amp; r_usage）中的用户CPU时间和系统CPU时间是多少？

2 个答案: