标 题:&VC中如何获取当前时间（精度达到毫秒级）作 者: 0xFFFFCCCC时 间: 链 接:&
对关注性能的程序开发人员而言，一个好的计时部件既是益友，也是良师。计时器既可以作为程序组件帮助程序员精确的控制程序进程，又是一件有力的调试武器，在有经验的程序员手里可以尽快的确定程序的性能瓶颈，或者对不同的算法作出有说服力的性能比较。
在Windows平台下，常用的计时器有两种，一种是timeGetTime多媒体计时器，它可以提供毫秒级的计时。但这个精度对很多应用场合而言还是太粗糙了。另一种是QueryPerformanceCount计数器，随系统的不同可以提供微秒级的计数。对于实时图形处理、多媒体数据流处理、或者实时系统构造的程序员，善用QueryPerformanceCount/QueryPerformanceFrequency是一项基本功。
本文要介绍的，是另一种直接利用Pentium CPU内部时间戳进行计时的高精度计时手段。以下讨论主要得益于《Windows图形编程》一书，第 15页－17页，有兴趣的读者可以直接参考该书。关于RDTSC指令的详细讨论，可以参考Intel产品手册。本文仅仅作抛砖之用。 在 Intel Pentium以上级别的CPU中，有一个称为&时间戳（Time Stamp）&的部件，它以64位无符号整型数的格式，记录了自CPU上电以来所经过的时钟周期数。由于目前的CPU主频都非常高，因此这个部件可以达到纳秒级的计时精度。这个精确性是上述两种方法所无法比拟的。
在Pentium以上的CPU中，提供了一条机器指令RDTSC（Read Time Stamp Counter）来读取这个时间戳的数字，并将其保存在EDX:EAX寄存器对中。由于EDX:EAX寄存器对恰好是Win32平台下C++语言保存函数返回值的寄存器，所以我们可以把这条指令看成是一个普通的函数调用。像这样：
inline unsigned __int64 GetCycleCount() {
　　__asm RDTSC }
但是不行，因为RDTSC不被C++的内嵌汇编器直接支持，所以我们要用_emit伪指令直接嵌入该指令的机器码形式0X0F、0X31，如下：
inline unsigned __int64 GetCycleCount() {
　　__asm _emit 0x0F
　　__asm _emit 0x31 }
以后在需要计数器的场合，可以像使用普通的Win32 API一样，调用两次GetCycleCount函数，比较两个返回值的差，像这样：
t = (unsigned long)GetCycleCount(); //Do Something time-intensive ... t -= (unsigned long)GetCycleCount();
《Windows图形编程》第15页编写了一个类，把这个计数器封装起来。有兴趣的读者可以去参考那个类的代码。作者为了更精确的定时，做了一点小小的改进，把执行RDTSC指令的时间，通过连续两次调用GetCycleCount函数计算出来并保存了起来，以后每次计时结束后，都从实际得到的计数中减掉这一小段时间，以得到更准确的计时数字。但我个人觉得这一点点改进意义不大。在我的机器上实测，这条指令大概花掉了几十到100多个周期，在 Celeron 800MHz的机器上，这不过是十分之一微秒的时间。对大多数应用来说，这点时间完全可以忽略不计；而对那些确实要精确到纳秒数量级的应用来说，这个补偿也过于粗糙了。
这个方法的优点是：
1.高精度。可以直接达到纳秒级的计时精度（在1GHz的CPU上每个时钟周期就是一纳秒），这是其他计时方法所难以企及的。
2. 成本低。timeGetTime 函数需要链接多媒体库winmm.lib，QueryPerformance* 函数根据MSDN的说明，需要硬件的支持（虽然我还没有见过不支持的机器）和KERNEL库的支持，所以二者都只能在Windows平台下使用（关于DOS平台下的高精度计时问题，可以参考《图形程序开发人员指南》，里面有关于控制定时器8253的详细说明）。但RDTSC指令是一条CPU指令，凡是i386平台下Pentium以上的机器均支持，甚至没有平台的限制（我相信i386版本UNIX和Linux下这个方法同样适用，但没有条件试验），而且函数调用的开销是最小的。
3. 具有和CPU主频直接对应的速率关系。一个计数相当于1/(CPU主频Hz数)秒，这样只要知道了CPU的主频，可以直接计算出时间。这和 QueryPerformanceCount不同，后者需要通过QueryPerformanceFrequency获取当前计数器每秒的计数次数才能换算成时间。
这个方法的缺点是：
1.现有的C/C++编译器多数不直接支持使用RDTSC指令，需要用直接嵌入机器码的方式编程，比较麻烦。
2.数据抖动比较厉害。其实对任何计量手段而言，精度和稳定性永远是一对矛盾。如果用低精度的timeGetTime来计时，基本上每次计时的结果都是相同的；而RDTSC指令每次结果都不一样，经常有几百甚至上千的差距。这是这种方法高精度本身固有的矛盾。
关于这个方法计时的最大长度，我们可以简单的用下列公式计算：
自CPU上电以来的秒数 = RDTSC读出的周期数 / CPU主频速率（Hz）
64位无符号整数所能表达的最大数字是1.8&10^19，在我的Celeron 800上可以计时大约700年（书中说可以在200MHz的Pentium上计时117年，这个数字不知道是怎么得出来的，与我的计算有出入）。无论如何，我们大可不必关心溢出的问题。
下面是几个小例子，简要比较了三种计时方法的用法与精度
//Timer1.cpp 使用了RDTSC指令的Timer类//KTimer类的定义可以参见《Windows图形编程》P15 //编译行：CL Timer1.cpp /link USER32.lib
#include &stdio.h&
#include "KTimer.h"
timer.Start();
Sleep(1000);
t = timer.Stop();
printf("Lasting Time: %d\n",t);
//Timer2.cpp 使用了timeGetTime函数 //需包含&mmsys.h&，但由于Windows头文件错综复杂的关系 //简单包含&windows.h&比较偷懒：） //编译行：CL timer2.cpp /link winmm.lib
#include &windows.h&
#include &stdio.h&
DWORD t1, t2;
t1 = timeGetTime();
Sleep(1000);
t2 = timeGetTime();
printf("Begin Time: %u\n", t1);
printf("End Time: %u\n", t2);
printf("Lasting Time: %u\n",(t2-t1));
//Timer3.cpp 使用了QueryPerformanceCounter函数 //编译行：CL timer3.cpp /link KERNEl32.lib
#include &windows.h&
#include &stdio.h&
void main()
LARGE_INTEGER t1, t2,
QueryPerformanceFrequency(&tc);
printf("Frequency: %u\n", tc.QuadPart);
QueryPerformanceCounter(&t1);
Sleep(1000);
QueryPerformanceCounter(&t2);
printf("Begin Time: %u\n", t1.QuadPart);
printf("End Time: %u\n", t2.QuadPart);
printf("Lasting Time: %u\n",( t2.QuadPart- t1.QuadPart));
//////////////////////////////////////////////// //以上三个示例程序都是测试1秒钟休眠所耗费的时间 file://测/试环境：Celeron 800MHz / 256M SDRAM
Windows 2000 Professional SP2 //
Microsoft Visual C++ 6.0 SP5 ////////////////////////////////////////////////
以下是Timer1的运行结果，使用的是高精度的RDTSC指令 Lasting Time:
以下是Timer2的运行结果，使用的是最粗糙的timeGetTime API Begin Time:
Lasting Time: 1001
以下是Timer3的运行结果，使用的是QueryPerformanceCount API Frequency: 3579545 Begin Time:
Lasting Time: 3569712
阅读(...) 评论()1 使用time_t time( time_t * timer )
精确到秒　　计算时间差使用double difftime( time_t timer1, time_t timer0 ) 2 使用clock_t clock() 得到的是CPU时间
精确到1/CLOCKS_PER_SEC秒3 使用DWORD GetTickCount() 得到的是系统运行的时间 精确到毫秒4 如果使用MFC的CTime类，可以用CTime::GetCurrentTime() 精确到秒5 要获取高精度时间，可以使用
BOOL QueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER *lpFrequency)获取系统的计数器的频率
BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *lpPerformanceCount)获取计数器的值
然后用两次计数器的差除以Frequency就得到时间。6 还有David的文章中提到的方法：
Multimedia Timer Functions
The following functions are used with multimedia timers.
timeBeginPeriod/timeEndPeriod/timeGetDevCaps/timeGetSystemTime
timeGetTime/timeKillEvent/TimeProc/timeSetEvent
精度很高 Q:GetTickCount()函数，说是毫秒记数，是真的吗，还是精确到55毫秒？A:GetTickCount()和GetCurrentTime()都只精确到55ms(1个tick就是55ms)。如果要精确到毫秒，应该使用timeGetTime函数或QueryPerformanceCounter函数。具体例子可以参考QA001022 "VC++中使用高精度定时器"、QA001813 "如何在Windows实现准确的定时"和QA004842 "timeGetTime函数延时不准"。Q:vc++怎样获取系统时间，返回值是什么类型的变量呢？ GetSystemTime返回的是格林威志标准时间 GetLocalTime，和上面用法一样，返回的是你所在地区的时间，中国返回的是北京时间
VOID GetSystemTime( LPSYSTEMTIME lpSystemTime // address of system time structure ); 函数就可以获得了，其中LPSYSTEMTIME 是个结构体 含：年，月，日，周几，小时，分，秒，毫秒。#include
&mmsystem.h& #pragma comment(lib,"winmm.lib")timegettime的标称是毫秒级别但是实际上只能精确到50毫秒使用CPU时间戳进行高精度计时
zhangyan_qd
阅读次数: 6609　　对关注性能的程序开发人员而言，一个好的计时部件既是益友，也是良师。计时器既可以作为程序组件帮助程序员精确的控制程序进程，又是一件有力的调试武器，在有经验的程序员手里可以尽快的确定程序的性能瓶颈，或者对不同的算法作出有说服力的性能比较。　　在Windows平台下，常用的计时器有两种，一种是timeGetTime多媒体计时器，它可以提供毫秒级的计时。但这个精度对很多应用场合而言还是太粗糙了。另一种是QueryPerformanceCount计数器，随系统的不同可以提供微秒级的计数。对于实时图形处理、多媒体数据流处理、或者实时系统构造的程序员，善用QueryPerformanceCount/QueryPerformanceFrequency是一项基本功。　　本文要介绍的，是另一种直接利用Pentium CPU内部时间戳进行计时的高精度计时手段。以下讨论主要得益于《Windows图形编程》一书，第15页－17页，有兴趣的读者可以直接参考该书。关于RDTSC指令的详细讨论，可以参考Intel产品手册。本文仅仅作抛砖之用。　　在Intel Pentium以上级别的CPU中，有一个称为“时间戳（Time Stamp）”的部件，它以64位无符号整型数的格式，记录了自CPU上电以来所经过的时钟周期数。由于目前的CPU主频都非常高，因此这个部件可以达到纳秒级的计时精度。这个精确性是上述两种方法所无法比拟的。　　在Pentium以上的CPU中，提供了一条机器指令RDTSC（Read Time Stamp Counter）来读取这个时间戳的数字，并将其保存在EDX:EAX寄存器对中。由于EDX:EAX寄存器对恰好是Win32平台下C++语言保存函数返回值的寄存器，所以我们可以把这条指令看成是一个普通的函数调用。像这样：inline unsigned __int64 GetCycleCount(){ __asm RDTSC}但是不行，因为RDTSC不被C++的内嵌汇编器直接支持，所以我们要用_emit伪指令直接嵌入该指令的机器码形式0X0F、0X31，如下：inline unsigned __int64 GetCycleCount(){ __asm _emit 0x0F __asm _emit 0x31}以后在需要计数器的场合，可以像使用普通的Win32 API一样，调用两次GetCycleCount函数，比较两个返回值的差，像这样：t = (unsigned long)GetCycleCount();//Do Something time-intensive ...t -= (unsigned long)GetCycleCount();　　《Windows图形编程》第15页编写了一个类，把这个计数器封装起来。有兴趣的读者可以去参考那个类的代码。作者为了更精确的定时，做了一点小小的改进，把执行RDTSC指令的时间，通过连续两次调用GetCycleCount函数计算出来并保存了起来，以后每次计时结束后，都从实际得到的计数中减掉这一小段时间，以得到更准确的计时数字。但我个人觉得这一点点改进意义不大。在我的机器上实测，这条指令大概花掉了几十到100多个周期，在Celeron 800MHz的机器上，这不过是十分之一微秒的时间。对大多数应用来说，这点时间完全可以忽略不计；而对那些确实要精确到纳秒数量级的应用来说，这个补偿也过于粗糙了。这个方法的优点是：1.高精度。可以直接达到纳秒级的计时精度（在1GHz的CPU上每个时钟周期就是一纳秒），这是其他计时方法所难以企及的。2.成本低。timeGetTime 函数需要链接多媒体库winmm.lib，QueryPerformance* 函数根据MSDN的说明，需要硬件的支持（虽然我还没有见过不支持的机器）和KERNEL库的支持，所以二者都只能在Windows平台下使用（关于DOS平台下的高精度计时问题，可以参考《图形程序开发人员指南》，里面有关于控制定时器8253的详细说明）。但RDTSC指令是一条CPU指令，凡是i386平台下Pentium以上的机器均支持，甚至没有平台的限制（我相信i386版本UNIX和Linux下这个方法同样适用，但没有条件试验），而且函数调用的开销是最小的。3.具有和CPU主频直接对应的速率关系。一个计数相当于1/(CPU主频Hz数)秒，这样只要知道了CPU的主频，可以直接计算出时间。这和QueryPerformanceCount不同，后者需要通过QueryPerformanceFrequency获取当前计数器每秒的计数次数才能换算成时间。这个方法的缺点是：1.现有的C/C++编译器多数不直接支持使用RDTSC指令，需要用直接嵌入机器码的方式编程，比较麻烦。2.数据抖动比较厉害。其实对任何计量手段而言，精度和稳定性永远是一对矛盾。如果用低精度的timeGetTime来计时，基本上每次计时的结果都是相同的；而RDTSC指令每次结果都不一样，经常有几百甚至上千的差距。这是这种方法高精度本身固有的矛盾。关于这个方法计时的最大长度，我们可以简单的用下列公式计算：自CPU上电以来的秒数 = RDTSC读出的周期数 / CPU主频速率（Hz）64位无符号整数所能表达的最大数字是1.8×10^19，在我的Celeron 800上可以计时大约700年（书中说可以在200MHz的Pentium上计时117年，这个数字不知道是怎么得出来的，与我的计算有出入）。无论如何，我们大可不必关心溢出的问题。下面是几个小例子，简要比较了三种计时方法的用法与精度//Timer1.cpp 使用了RDTSC指令的Timer类//KTimer类的定义可以参见《Windows图形编程》P15//编译行：CL Timer1.cpp /link USER32.lib#include &stdio.h&#include "KTimer.h"main(){ KT timer.Start(); Sleep(1000); t = timer.Stop(); printf("Lasting Time: %d/n",t);}//Timer2.cpp 使用了timeGetTime函数//需包含&mmsys.h&，但由于Windows头文件错综复杂的关系//简单包含&windows.h&比较偷懒：）//编译行：CL timer2.cpp /link winmm.lib #include &windows.h&#include &stdio.h&main(){ DWORD t1, t2; t1 = timeGetTime(); Sleep(1000); t2 = timeGetTime(); printf("Begin Time: %u/n", t1); printf("End Time: %u/n", t2); printf("Lasting Time: %u/n",(t2-t1));}//Timer3.cpp 使用了QueryPerformanceCounter函数//编译行：CL timer3.cpp /link KERNEl32.lib#include &windows.h&#include &stdio.h&main(){ LARGE_INTEGER t1, t2, QueryPerformanceFrequency(&tc); printf("Frequency: %u/n", tc.QuadPart); QueryPerformanceCounter(&t1); Sleep(1000); QueryPerformanceCounter(&t2); printf("Begin Time: %u/n", t1.QuadPart); printf("End Time: %u/n", t2.QuadPart); printf("Lasting Time: %u/n",( t2.QuadPart- t1.QuadPart));}//////////////////////////////////////////////////以上三个示例程序都是测试1秒钟休眠所耗费的时间file://测/试环境：Celeron 800MHz / 256M SDRAM
Windows 2000 Professional SP2//
Microsoft Visual C++ 6.0 SP5////////////////////////////////////////////////以下是Timer1的运行结果，使用的是高精度的RDTSC指令Lasting Time: 以下是Timer2的运行结果，使用的是最粗糙的timeGetTime APIBegin Time: End Time: Lasting Time: 1001以下是Timer3的运行结果，使用的是QueryPerformanceCount APIFrequency: 3579545Begin Time: End Time: Lasting Time: 3569712参考资料：[YUAN 2002]Feng Yuan 著，英宇工作室 译，Windows图形编程，机械工业出版社，2002.4.，P15-17
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//方案— 优点：仅使用C标准库；缺点：只能精确到秒级#include &time.h& #include &stdio.h& int main( void ) {
time_t t = time(0);
char tmp[64];
strftime( tmp, sizeof(tmp), &%Y/%m/%d %X %A 本年第%j天 %z&,localtime(&t) );
puts( tmp );
return 0; }size_t strftime(char *strDest, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr);根据格式字符串生成字符串。struct tm *localtime(const time_t *timer);取得当地时间，localtime获取的结果由结构tm返回
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##############
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/* Return the current time and put it in *TIMER if TIMER is not NULL.
extern time_t time (time_t *__timer) __THROW;
从备注了解到 有2中方式可以获取到时间，一种是函数返回值 ，另一种是*__timer指针。
代码实现如下：
#include &iostream&
#include &time.h&
int main()
time_t myt=time(NULL);
cout&&"sizeof(time_t) is: "&&sizeof(time_t)&&
cout&&"myt is :"&&myt&&
cout&&"t is:"&&t&&
编译执行如下：
$gcc -lstdc++ l_time_t.cpp
sizeof(time_t) is: 8
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