Linux 时间和代码中的性能时钟之间的差异

Question

我是运行一些 C++ 代码计时的简单测试，我运行遇到了一个我不是 100% 肯定的工件。

设置

我的代码使用 C++11 high_resolution_clock 来测量经过的时间。我还使用 Linux 的 time 命令 (/usr/bin/time) 包装了程序的执行。对于我的程序，high_resolution_clock 报告~2s 而time 报告~7s（~6.5s 用户和~.5s 系统）。还按时使用详细选项显示我的程序使用了 100% 的 CPU 和 1 个自愿上下文切换和 10 个非自愿上下文切换 (/usr/bin/time -v)。

问题

我的问题是，是什么导致 OS 时间测量值和性能时间测量值之间存在如此巨大的差异？

我的初步想法

根据我对操作系统的了解，我假设这些差异完全是由与其他程序的上下文切换引起的（如 time -v 所述）。

这是造成这种差异的唯一原因吗？在查看代码性能时，我应该相信我的程序或系统报告的时间吗？

同样，我的假设是相信我的程序计算的时间超过 Linux 的时间，因为它比我的程序的 CPU 使用时间更多。

注意事项

我不会发布代码，因为它与手头的问题并不相关。如果你想知道这是一个简单的测试，乘以 100,000,000 运行dom 浮点算术运算。
我知道我的 C++ 代码中的其他时钟可能或多或少适用于不同的情况 (this stack overflow question)。 High_resolution_clock只是一个例子。

编辑：请求的代码

#include <chrono>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
using namespace std::chrono;

int main() {
  size_t n = 100000000;

  double d = 1;

  auto start_hrc = high_resolution_clock::now();

  for(size_t i = 0; i < n; ++i) {
    switch(rand() % 4) {
      case 0: d += 0.0001; break;
      case 1: d -= 0.0001; break;
      case 2: d *= 0.0001; break;
      case 3: d /= 0.0001; break;
    }
  }

  auto end_hrc = high_resolution_clock::now();
  duration<double> diff_hrc = end_hrc - start_hrc;
  cout << d << endl << endl;
  cout << "Time-HRC: " << diff_hrc.count() << " s" << endl;
}

Answer 1

My question is what causes such a dramatic difference between OS time measurements and performance time measurements?

您的系统似乎需要一段时间才能启动您的应用程序。可能是资源问题：可用内存不足（交换）或超额订阅 CPU.

在我的桌面上没有观察到显着差异：

Time-HRC: 1.39005 s
real    0m1.391s
user    0m1.387s
sys     0m0.004s

Linux 时间和代码中的性能时钟之间的差异

Difference between Linux time and Performance clocks in code

linux

c++11

timing