MATLAB的tic-toc与C的clock函数不一致

Question

我写了一些C代码，在使用MEX编译之后，我会从MATLAB中调用它。在C代码内部，我使用以下代码测量计算的一部分所需的时间：

clock_t begin, end;
double time_elapsed;
begin = clock();
/* do stuff... */
end = clock();
time_elapsed = (double) ((double) (end - begin) / (double) CLOCKS_PER_SEC);

执行时间应以秒为单位计算。我将值“time_elapsed”输出到MATLAB（已正确导出，我进行了检查）。然后，在MATLAB端，我调用此C函数（在使用MEX编译后），并使用“tic”和“toc”来测量其执行时间。令人完全不可思议的是，使用“tic”和“toc”计算的时间为0.0011秒（500次运行的平均值，标准偏差为1.4e-4），而由C代码返回的时间为0.037秒（500次运行的平均值，标准偏差为0.0016）。

这里可以注意到两个非常奇怪的事实:

1.整个函数的执行时间低于代码一部分的执行时间。因此，要么MATLAB的测量不准确，要么C测量不准确。

2.C代码中测得的执行时间非常散乱，并且表现出非常高的标准偏差（变异系数为44％，而tic-toc仅为13％）。

这些计时器到底怎么了？

- Pantelis Sopasakis

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时钟的分辨率是多少？我们怎么知道begin = clock();是在一个时钟周期之前还是之后执行的？这会影响结果吗？很可能会。 - Bo Persson

@BoPersson，你的意思是说clock()最多可能会错过一次计时吗？ - Pantelis Sopasakis

我的意思是一个滴答声可能足够大，会影响结果。例如18毫秒。 - Bo Persson

检验这个假设的简单方法是将 /* do stuff */ 放入一个循环中。另外，参考这篇文章：https://dev59.com/8HRB5IYBdhLWcg3wj32c 有关于 clock() 分辨率的内容。 - s.bandara

Answer 1

你正在比较苹果和橙子。

看一下Matlab的文档： tic - http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/tic.html
toc - http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/toc.html tic 和 toc 可以让您测量实际经过的时间。

现在看看 clock 函数 http://linux.die.net/man/3/clock。

特别是，

clock()函数返回程序使用的处理器时间的近似值。

返回的值是一个clock_t类型的CPU已使用时间; 要获取所使用的秒数，需除以CLOCKS_PER_SEC。如果无法获得使用的处理器时间或其值不能表示，则该函数返回值(clock_t) -1。

那么你的差异可能是由什么造成的：

• CPU时间（由clock()测量）和实际经过的时间（由tic和toc测量）并不相同。所以你会期望CPU时间比经过的时间少？嗯，也许吧。如果在0.0011秒内你正在以100％的速度驱动10个核心，那么clock()测量值将是使用tic和toc测量值的10倍。这是可能的，但不太可能。
• clock(.)非常不准确，并且与文档一致，它是一种近似的CPU时间测量！我怀疑它被钉在了调度器量子大小上，但我没有挖掘Linux内核代码进行检查。我也没有在其他操作系统上进行检查，但this dude's blog与该理论一致。

那么该怎么办呢...首先，要将苹果与苹果进行比较！其次，请确保考虑计时器分辨率。

- thang