C의 getrusage 함수로 시스템 시간 측정
이 기사에서는 C에서getrusage기능을 사용하여 시스템 시간을 측정하는 여러 방법을 보여줍니다.
getrusage기능을 사용하여 단일 스레드 프로그램의 시스템 시간 측정
일반적으로 실행중인 프로그램에는 두 가지 시간 구성 요소가 있습니다. 시스템 시간은 프로그램이 커널 모드에서 실행되는 기간과 사용자 시간을 나타내며 사용자 모드에서 경과 한 실행 시간을 나타냅니다. 두 값의 합계를 프로세스 시간이라고하며 이는 프로그램의 성능을 최적화 할 때 유용한 측정입니다.
getrusage함수는 프로세스에 대한 여러 데이터 포인트를 검색하며 그 중 하나는struc timeval오브젝트로 표시되는 시스템 시간입니다. getrusage는 정수 값과struct rusage오브젝트의 주소를 인수로 사용합니다. 정수는 측정해야하는 스레드 / 프로세스를 지정하며 다음 사전 정의 된 매크로 값RUSAGE_SELF,RUSAGE_CHILDREN또는RUSAGE_THREAD를 가질 수 있습니다.
반면rusage구조는 사전에 선언되어야하며 성공적인 함수 호출은 해당 값을 그 안에 저장합니다. timeval구조에는 시간을 나타내는 초와 마이크로 초라는 두 개의 데이터 멤버가 포함되어 있으므로, 경과 시간을 초 단위로 계산하기 위해diffUserTime및diffSystemTime함수를 구현했습니다.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/resource.h>
#include <unistd.h>
enum { NUM_ITERS = 1000000 };
void loopFunc1(size_t num) {
int tmp = 0;
for (int i = 0; i < num; ++i) {
tmp += 1;
}
}
void *loopFunc2(size_t num) {
for (int i = 0; i < num; ++i) {
getpid();
}
return NULL;
}
float diffUserTime(struct rusage *start, struct rusage *end) {
return (end->ru_utime.tv_sec - start->ru_utime.tv_sec) +
1e-6 * (end->ru_utime.tv_usec - start->ru_utime.tv_usec);
}
float diffSystemTime(struct rusage *start, struct rusage *end) {
return (end->ru_stime.tv_sec - start->ru_stime.tv_sec) +
1e-6 * (end->ru_stime.tv_usec - start->ru_stime.tv_usec);
}
int main() {
struct rusage start, end;
getrusage(RUSAGE_SELF, &start);
loopFunc1(NUM_ITERS);
getrusage(RUSAGE_SELF, &end);
printf("loopFunc1 stats:\n");
printf(" CPU time: %.06f sec user, %.06f sec system\n",
diffUserTime(&start, &end), diffSystemTime(&start, &end));
getrusage(RUSAGE_SELF, &start);
loopFunc1(NUM_ITERS);
getrusage(RUSAGE_SELF, &end);
printf("loopFunc2 stats:\n");
printf(" CPU time: %.06f sec user, %.06f sec system\n",
diffUserTime(&start, &end), diffSystemTime(&start, &end));
exit(EXIT_SUCCESS);
}
출력:
loopFunc1 stats:
CPU time: 0.002193 sec user, 0.000000 sec system
loopFunc2 stats:
CPU time: 0.002087 sec user, 0.000190 sec system
getrusage기능을 사용하여 멀티 스레드 프로그램의 시스템 시간 측정
getrusage함수는 호출 프로세스의 모든 스레드가 사용하는 시스템 시간을 검색 할 수도 있습니다. RUSAGE_SELF인수는이 기능을 지정하며 이전 예에서 볼 수 있듯이 단일 스레드 프로그램에서 상호 사용할 수 있습니다.
다음 샘플 코드에서는 16 개의 스레드를 생성하고, 모두 동일한loopFunc2함수를 실행하고 종료합니다. 그럼에도 불구하고getrusage호출로 검색된 시간은이를 생성 한 스레드를 포함하여 모든 스레드에서 합산 된 경과 시간과 같습니다. 한편, 사용자가 호출 스레드에서만 소비되는 시스템 시간을 측정하려는 경우RUSAGE_THREAD를 첫 번째 인수로 전달할 수 있습니다. 그러나RUSAGE_THREAD값은 Linux에 따라 다르며_GNU_SOURCE는 헤더 파일 앞에 정의되어야 포함해야합니다.
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/resource.h>
#include <threads.h>
#include <unistd.h>
enum { NUM_ITERS = 1000000, NUM_THREADS = 16 };
void *loopFunc2(size_t num) {
for (int i = 0; i < num; ++i) {
getpid();
}
return NULL;
}
float diffUserTime(struct rusage *start, struct rusage *end) {
return (end->ru_utime.tv_sec - start->ru_utime.tv_sec) +
1e-6 * (end->ru_utime.tv_usec - start->ru_utime.tv_usec);
}
float diffSystemTime(struct rusage *start, struct rusage *end) {
return (end->ru_stime.tv_sec - start->ru_stime.tv_sec) +
1e-6 * (end->ru_stime.tv_usec - start->ru_stime.tv_usec);
}
int main() {
struct rusage start, end;
thrd_t threads[NUM_THREADS];
int rc;
getrusage(RUSAGE_SELF, &start);
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
rc = thrd_create(&threads[i], (thrd_start_t)loopFunc2, (void *)NUM_ITERS);
if (rc == thrd_error) {
perror("[ERROR] thrd_create() call failed\n");
}
}
loopFunc2(NUM_ITERS);
getrusage(RUSAGE_SELF, &end);
printf("loopFunc2 stats:\n");
printf(" CPU time: %.06f sec user, %.06f sec system\n",
diffUserTime(&start, &end), diffSystemTime(&start, &end));
exit(EXIT_SUCCESS);
}
출력:
loopFunc2 stats:
CPU time: 0.599556 sec user, 0.233000 sec system
Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.
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