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C#中精确计时的一点收获

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以下所有代码运行环境：Windows 2003, Intel(R) Core(TM) 2 Duo CPU E8400 @ 3.00GHz 2.99GHz,2.96GB内存

根据综合网上的一些文章，精确计时主要有以下几种方式

1 调用WIN API中的GetTickCount

[DllImport("kernel32")]
static extern uint GetTickCount();

从操作系统启动到现在所经过的毫秒数，精度为1毫秒，经简单测试发现其实误差在大约在15ms左右

缺点：返回值是uint,最大值是2的32次方，因此如果服务器连续开机大约49天以后，该方法取得的返回值会归零

用法：

uint s1 = GetTickCount();
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine(GetTickCount() - s1);  //单位毫秒

2 调用WIN API中的timeGetTime 推荐

[DllImport("winmm")]
static extern uint timeGetTime();

常用于多媒体定时器中，与GetTickCount类似，也是返回操作系统启动到现在所经过的毫秒数，精度为1毫秒。

一般默认的精度不止1毫秒（不同操作系统有所不同），需要调用timeBeginPeriod与timeEndPeriod来设置精度

[DllImport("winmm")]
static extern void timeBeginPeriod(int t);
[DllImport("winmm")]
static extern void timeEndPeriod(int t);

缺点：与GetTickCount一样，受返回值的最大位数限制。

用法：

timeBeginPeriod(1);
uint start = timeGetTime();
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine(timeGetTime() - start);  //单位毫秒
timeEndPeriod(1);

3 调用.net自带的方法System.Environment.TickCount

获取系统启动后经过的毫秒数。经反编译猜测它可能也是调用的GetTickCount，但是它的返回值是int，而GetTickCount与timeGetTime方法的原型中返回值是DWORD，对应C#中的uint，难道.NET对System.Environment.TickCount另外还做了什么处理么？

缺点：与GetTickCount一样，受返回值的最大位数限制。

用法：

int aa = System.Environment.TickCount;
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine(System.Environment.TickCount - aa); //单位毫秒

注：经过测试，发现GetTickCount、System.Environment.TickCount也可以用timeBeginPeriod与timeEndPeriod来设置精度，最高可将精度提高到1毫秒。不知是什么原因？

4 调用WIN API中的QueryPerformanceCounter

[DllImport("kernel32.dll ")]
static extern bool QueryPerformanceCounter(ref   long lpPerformanceCount);

用于得到高精度计时器（如果存在这样的计时器）的值。微软对这个API解释就是每秒钟某个计数器增长的数值。

如果安装的硬件不支持高精度计时器,函数将返回false需要配合另一个API函数QueryPerformanceFrequency。

[DllImport("kernel32")]
static extern bool QueryPerformanceFrequency(ref long PerformanceFrequency);

QueryPerformanceFrequency返回硬件支持的高精度计数器的频率，如果安装的硬件不支持高精度计时器,函数将返回false。

用法：

long a = 0;
QueryPerformanceFrequency(ref a);
long b = 0, c = 0;
QueryPerformanceCounter(ref b);
Thread.Sleep(2719);
QueryPerformanceCounter(ref c);
Console.WriteLine((c - b) / (decimal)a);  //单位秒

精度为百万分之一秒。而且由于是long型，所以不存在上面几个API位数不够的问题。

缺点：在一篇文章看到，该API在节能模式的时候结果偏慢，超频模式的时候又偏快，而且用电池和接电源的时候效果还不一样（笔记本）

原文地址：http://delphi.xcjc.net/viewthread.php?tid=1570

未经过超频等测试，如果是真的，那该API出来的结果就可能不准。

5 使用.net的System.Diagnostics.Stopwatch类 推荐

Stopwatch 在基础计时器机制中对计时器的刻度进行计数，从而测量运行时间。如果安装的硬件和操作系统支持高分辨率性能的计数器，则 Stopwatch 类将使用该计数器来测量运行时间；否则，Stopwatch 类将使用系统计数器来测量运行时间。使用 Frequency 和 IsHighResolution 两个静态字段可以确定实现 Stopwatch 计时的精度和分辨率。

实际上它里面就是将QueryPerformanceCounter、QueryPerformanceFrequency两个WIN API封装了一下，如果硬件支持高精度，就调用QueryPerformanceCounter，如果不支持就用DateTime.Ticks来计算。

用法：

Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
Thread.Sleep(2719);
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedTicks / (decimal)Stopwatch.Frequency);

6 使用CPU时间戳进行更高精度计时

原文地址：http://www.chinaunix.net/jh/23/110190.html

该方法的原理我不是很明白，硬件知识太匮乏了。精度是ns

在C#中要用该方法必须先建立一个托管C++项目（因为要内嵌汇编），编译成DLL供c#调用，有点麻烦。

C++代码：

// MLTimerDot.h
 
#pragma once
 
using namespace System;
 
namespace MLTimerDot {
 
        //得到计算机启动到现在的时钟周期
        unsigned __int64 GetCycleCount(void)
        {
                _asm  _emit 0x0F
                _asm  _emit 0x31
        }
 
 
        //声明 .NET 类
        public __gc class MLTimer
        {
        public:
                MLTimer(void)
                {
                       
                }
 
                //计算时钟周期
                UInt64 GetCount(void)
                {
                        return GetCycleCount();
                }
 
        };
}

C#调用：

long a = 0;
QueryPerformanceFrequency(ref a);
 
MLTimerDot.MLTimer timer = new MLTimerDot.MLTimer();
ulong ss= timer.GetCount();
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine((timer.GetCount() - ss) / (decimal)a);

缺点：和QueryPerformanceCounter一样，结果不太稳定。

我的结论：常规应用下timeGetTime完全够用了，将精度调到1毫秒，大部分境况都够用。System.Diagnostics.Stopwatch由于调用方便，也推荐使用

根据综合网上的一些文章，精确计时主要有以下几种方式

1 调用WIN API中的GetTickCount

[DllImport("kernel32")]
static extern uint GetTickCount();

从操作系统启动到现在所经过的毫秒数，精度为1毫秒，经简单测试发现其实误差在大约在15ms左右

缺点：返回值是uint,最大值是2的32次方，因此如果服务器连续开机大约49天以后，该方法取得的返回值会归零

用法：

uint s1 = GetTickCount();
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine(GetTickCount() - s1);  //单位毫秒

2 调用WIN API中的timeGetTime 推荐

[DllImport("winmm")]
static extern uint timeGetTime();

常用于多媒体定时器中，与GetTickCount类似，也是返回操作系统启动到现在所经过的毫秒数，精度为1毫秒。

一般默认的精度不止1毫秒（不同操作系统有所不同），需要调用timeBeginPeriod与timeEndPeriod来设置精度

[DllImport("winmm")]
static extern void timeBeginPeriod(int t);
[DllImport("winmm")]
static extern void timeEndPeriod(int t);

缺点：与GetTickCount一样，受返回值的最大位数限制。

用法：

timeBeginPeriod(1);
uint start = timeGetTime();
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine(timeGetTime() - start);  //单位毫秒
timeEndPeriod(1);

3 调用.net自带的方法System.Environment.TickCount

获取系统启动后经过的毫秒数。经反编译猜测它可能也是调用的GetTickCount，但是它的返回值是int，而GetTickCount与timeGetTime方法的原型中返回值是DWORD，对应C#中的uint，难道.NET对System.Environment.TickCount另外还做了什么处理么？

缺点：与GetTickCount一样，受返回值的最大位数限制。

用法：

int aa = System.Environment.TickCount;
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine(System.Environment.TickCount - aa); //单位毫秒

注：经过测试，发现GetTickCount、System.Environment.TickCount也可以用timeBeginPeriod与timeEndPeriod来设置精度，最高可将精度提高到1毫秒。不知是什么原因？

4 调用WIN API中的QueryPerformanceCounter

[DllImport("kernel32.dll ")]
static extern bool QueryPerformanceCounter(ref   long lpPerformanceCount);

用于得到高精度计时器（如果存在这样的计时器）的值。微软对这个API解释就是每秒钟某个计数器增长的数值。

如果安装的硬件不支持高精度计时器,函数将返回false需要配合另一个API函数QueryPerformanceFrequency。

[DllImport("kernel32")]
static extern bool QueryPerformanceFrequency(ref long PerformanceFrequency);

QueryPerformanceFrequency返回硬件支持的高精度计数器的频率，如果安装的硬件不支持高精度计时器,函数将返回false。

用法：

long a = 0;
QueryPerformanceFrequency(ref a);
long b = 0, c = 0;
QueryPerformanceCounter(ref b);
Thread.Sleep(2719);
QueryPerformanceCounter(ref c);
Console.WriteLine((c - b) / (decimal)a);  //单位秒

精度为百万分之一秒。而且由于是long型，所以不存在上面几个API位数不够的问题。

缺点：在一篇文章看到，该API在节能模式的时候结果偏慢，超频模式的时候又偏快，而且用电池和接电源的时候效果还不一样（笔记本）

原文地址：http://delphi.xcjc.net/viewthread.php?tid=1570

未经过超频等测试，如果是真的，那该API出来的结果就可能不准。

5 使用.net的System.Diagnostics.Stopwatch类 推荐

Stopwatch 在基础计时器机制中对计时器的刻度进行计数，从而测量运行时间。如果安装的硬件和操作系统支持高分辨率性能的计数器，则 Stopwatch 类将使用该计数器来测量运行时间；否则，Stopwatch 类将使用系统计数器来测量运行时间。使用 Frequency 和 IsHighResolution 两个静态字段可以确定实现 Stopwatch 计时的精度和分辨率。

实际上它里面就是将QueryPerformanceCounter、QueryPerformanceFrequency两个WIN API封装了一下，如果硬件支持高精度，就调用QueryPerformanceCounter，如果不支持就用DateTime.Ticks来计算。

用法：

Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
Thread.Sleep(2719);
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedTicks / (decimal)Stopwatch.Frequency);

6 使用CPU时间戳进行更高精度计时

原文地址：http://www.chinaunix.net/jh/23/110190.html

该方法的原理我不是很明白，硬件知识太匮乏了。精度是ns

在C#中要用该方法必须先建立一个托管C++项目（因为要内嵌汇编），编译成DLL供c#调用，有点麻烦。

C++代码：

// MLTimerDot.h
 
#pragma once
 
using namespace System;
 
namespace MLTimerDot {
 
        //得到计算机启动到现在的时钟周期
        unsigned __int64 GetCycleCount(void)
        {
                _asm  _emit 0x0F
                _asm  _emit 0x31
        }
 
 
        //声明 .NET 类
        public __gc class MLTimer
        {
        public:
                MLTimer(void)
                {
                       
                }
 
                //计算时钟周期
                UInt64 GetCount(void)
                {
                        return GetCycleCount();
                }
 
        };
}

C#调用：

long a = 0;
QueryPerformanceFrequency(ref a);
 
MLTimerDot.MLTimer timer = new MLTimerDot.MLTimer();
ulong ss= timer.GetCount();
Thread.Sleep(2719);
Console.WriteLine((timer.GetCount() - ss) / (decimal)a);

缺点：和QueryPerformanceCounter一样，结果不太稳定。

我的结论：常规应用下timeGetTime完全够用了，将精度调到1毫秒，大部分境况都够用。System.Diagnostics.Stopwatch由于调用方便，也推荐使用

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