无法在 C (popen) 中对命令执行进行计时？

Question

我一直在尝试计算 popen 调用完成所需的时间。 popen 初始化一个进程，然后创建一个管道、分支并调用 shell。在我的特殊情况下，我正在使用调用来读取另一个程序 stdout 输出。

问题：我期待我对 return 程序执行的正确时间长度的调用（测试大约 15 秒程序）。我得到的是该程序完全没有时间完成（0.000223 秒）。尽管我尝试了各种功能，但我似乎无法正确计时。

这是我的问题的一个可重现的例子。它由计时程序和一个子程序组成，计时程序运行s（子程序在我的系统上运行大约需要15s）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#ifdef __MACH__
#include <mach/clock.h>
#include <mach/mach.h>
#endif

#define MAXBUF 10

static void gettime (struct timespec *t) {
#ifdef __MACH__
    clock_serv_t cclock;
    mach_timespec_t mts;
    host_get_clock_service(mach_host_self(), REALTIME_CLOCK, &cclock);
    clock_get_time(cclock, &mts);
    mach_port_deallocate(mach_task_self(), cclock);
    t->tv_sec = mts.tv_sec;
    t->tv_nsec = mts.tv_nsec;
#else
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, t);
#endif
}

int main (void) {
    FILE *fp;
    struct timespec tic, toc;
    char *executableName = "./a.out";
    char answer[MAXBUF];

    gettime(&tic);
    if ((fp = popen(executableName, "r")) == NULL) {
        fprintf(stderr, "The file couldn't be opened.\n");
        return 1;
    }
    gettime(&toc);

    fgets(answer, MAXBUF, fp);
    double elapsed = (double)(toc.tv_nsec - tic.tv_nsec) / 1E9;
    fprintf(stdout, "The program says %s, and took %fs to run!\n", answer, elapsed);

    pclose(fp);
    return 0;
}

这是子程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int timeWastingFunction (long long n) {
    if ((n % 2) == 0) {
        return 1;
    }
    for (int i = 1; i < (n / 2); i += 2) {
        if ((n % i) == 0) {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

int main (void) {
    int start = 687217000;

    while (start--) {
        timeWastingFunction(start);
    }
    fprintf(stdout, "Hello!");
    return 0;
}

这可能看起来有点过头了，但我之前曾尝试使用 clock_t（基于 CPU 的计时工具）进行计时，并从中得到了相同的答案。因此，我尝试了您在上面看到的 this 解决方案。我选择了：CLOCK_REALTIME，因为它似乎适合这份工作。不幸的是，我没有选项来指定这个时钟是在每个进程还是每个线程级别（我希望它独立于进程）。

注意： 我还没有尝试使用 gettimeofday，但我不想这样做，因为它显然不适合这种计时方式，具体取决于日期使用它的系统的比例，并逐步淘汰以支持 clock_gettime。

编辑： 明确一点，当我运行时会发生什么，调用 popen 的程序实际上会停止 15 秒在打印 'wrong' 时间之前，其他程序需要运行。它不会立即打印时间，这意味着它没有等待调用完成。

Answer 1

popen() 只叉开一个管道。您的测试仅显示 popen() 创建 child 和管道所花费的时间。

解决问题的一个简单方法是在 pclose() 之后获取时间，请注意，这并不完美，因为当您通过 child 读取数据 return 时，它可能会在您致电 pclose()

之前完成

再加上你得到结果的解决方案被破坏了，你只做了纳秒之间的差异，我在 git:

上找到了解决方案

void timespec_diff(struct timespec *start, struct timespec *stop,
                   struct timespec *result)
{
    if ((stop->tv_nsec - start->tv_nsec) < 0) {
        result->tv_sec = stop->tv_sec - start->tv_sec - 1;
        result->tv_nsec = stop->tv_nsec - start->tv_nsec + 1000000000;
    } else {
        result->tv_sec = stop->tv_sec - start->tv_sec;
        result->tv_nsec = stop->tv_nsec - start->tv_nsec;
    }

    return;
}

最后一件事是，如果你想要日期，应该使用 CLOCK_REALTIME。在这里你只想要一个持续时间。所以你应该使用 CLOCK_MONOTONIC 如果它在你的系统上可用，因为 CLOCK_REALTIME 可以回滚。（host_get_clock_service() 的 REALTIME_CLOCK 接缝也是单调的）。

CLOCK_MONOTONIC: Clock that cannot be set and represents monotonic time since some unspecified starting point.

REALTIME_CLOCK: A moderate resolution clock service that (typically) tracks time since the system last boot.

因此工作代码可能如下所示：

int main (void) {
    FILE *fp;
    struct timespec tic, toc;
    char *executableName = "./a.out";
    char answer[MAXBUF];

    gettime(&tic);
    if ((fp = popen(executableName, "r")) == NULL) {
        fprintf(stderr, "The file couldn't be opened.\n");
        return 1;
    }

    fgets(answer, MAXBUF, fp);

    pclose(fp);
    gettime(&toc);
    struct timespec result;
    timespec_diff(&tic, &toc, &result);
    fprintf(stdout, "The program says %s, and took %lld.%.9lds\n", answer, (long long)result.tv_sec, result.tv_nsec);

    return 0;
}

致谢：

How to subtract two struct timespec?
How to print struct timespec?

无法在 C (popen) 中对命令执行进行计时？

Unable to time command execution within C (popen)?

c

macos

time

clock