计算一个方法的执行时间

Question

可能是重复问题：
我如何测量一个函数的运行时间？

我有一个需要花费I/O时间的方法，它会将数据从一个位置复制到另一个位置。计算执行时间的最佳和最真实的方法是什么？ Thread? Timer? Stopwatch? 还有其他解决方案吗？我想要最精确的方法，并且尽可能简洁。

- Mahdi Tahsildari

Answer 1

Stopwatch是专门为此目的设计的，是在.NET中测量时间执行的最佳方法之一。

var watch = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();
// the code that you want to measure comes here
watch.Stop();
var elapsedMs = watch.ElapsedMilliseconds;

在.NET中不要使用DateTime来测量时间执行。

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更新：

正如评论区@series0ne所指出的那样：如果您想要对某些代码的执行进行真正精确的测量，您将需要使用操作系统内置的性能计数器。以下答案提供了一个很好的概述。

- Darin Dimitrov

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没错，那么这种情况怎么办呢：我有一个foreach循环，里面有一个ThreadPool.QueueUserWorkItem(delegate { CopyFiles(folder, dest); });，但是秒表在所有操作完成之前就停止了。 - Mahdi Tahsildari

秒表不完全准确？请记住，.NET背景噪音（例如JIT编译）会导致执行时间发生变化。因此，为了获得准确的测量结果，建议使用性能分析器。 - Matthew Layton

@series0ne，非常好的观点。我会更新我的答案，包括您宝贵的评论。 - Darin Dimitrov

最近我面试了一个非常有经验的高级开发者，他告诉我使用DateTime比使用StopWatch更加准确。他解释说，这是因为.NET中的StopWatch没有考虑CPU亲和性，所以如果你的线程从一个核心移动到另一个核心，StopWatch不会考虑执行时间跨越其他核心的情况，只会计算线程开始执行时所在核心的时间。对此，您有什么看法？ - Matthew Layton

@series0ne，资深开发人员告诉你的有关计时器和日期时间的内容是绝对正确的。除了使用DateTime时精度不够之外。问题在于.NET中没有这样的类可以提供所有这些功能。 - Darin Dimitrov

Answer 2

从个人经验来看，System.Diagnostics.Stopwatch 类可用于测量方法的执行时间，但是请注意：它并不完全准确！

考虑以下示例：

Stopwatch sw;

for(int index = 0; index < 10; index++)
{
    sw = Stopwatch.StartNew();
    DoSomething();
    Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
}

sw.Stop();

示例结果

132ms
4ms
3ms
3ms
2ms
3ms
34ms
2ms
1ms
1ms

现在你可能会想："为什么第一次需要132ms，而之后的时间明显更短？"

答案是, Stopwatch 在 .NET 中并不会对 "背景噪声" 活动进行补偿，例如 JITing。因此，在第一次运行方法时，.NET 首先要进行 JITing。执行此操作所需的时间将添加到执行时间中。同样，其他因素也会导致执行时间变化。

如果您真正想要绝对准确性，应该寻找 性能分析！

看看下面的内容：

RedGate ANTS 性能分析器是一款商业产品，但可以产生非常精确的结果。 - 使用.NET分析性能来提升应用性能

这里有一个关于分析性能的 StackOverflow 文章：- 有哪些好的.NET分析器？

我还写了一篇关于使用 Stopwatch 进行性能分析的文章，您可能会感兴趣 - .NET 的性能分析

- Matthew Layton

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我不确定为什么这是“不准确”的例子。秒表准确地测量了第一个调用的总费用，这显然是对将要运行此代码的客户相关的内容。他们不在乎那132毫秒是被计算到方法执行还是抖动中，他们关心的是总经过时间。 - Eric Lippert

@EricLippert，你提出了一个很好的观点。诚然，如果代码只需要运行一次，那么JIT和其他“噪音”可能会对结果产生可信的影响。但是，OP（以及其他人）可能有其他场景。例如，代码可能在循环中执行，因此您可以计算所有迭代的平均值，或者需要最长/最短的执行时间。 - Matthew Layton

如果你关心循环的性能，那么就要测量循环的性能。不要简单地假设执行某个操作n次会比执行一次慢n倍。 - svick

首先，这段代码样本应该在循环中没有重置StopWatch时产生逐渐增加的数字输出（我进行了检查）。因此，你的输出结果与代码不匹配。其次，当我在循环中更正代码为Stop/Write/Reset/Start后，第一个测量结果与其余结果相同。我猜测你的DoSomething函数第一次运行时处理时间较长。JIT可能是原因，但Stopwatch不影响测量结果。因此评分为-1。 - ILIA BROUDNO

ILIA BROUDNO是完全正确的，我得到了相同的结果。@series0ne，在循环内部有一个Console.WriteLine语句，写入了到目前为止的毫秒数；由于只在循环结束后停止计时器，所以随着每次迭代时间累积，我们应该会看到类似于3、6、10、12、15...这样的结果。 - Rui Miguel Pinheiro

Answer 3

StopWatch类帮助你找到最佳解决方案。

Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
DoSomeWork();
sw.Stop();

Console.WriteLine("Time taken: {0}ms", sw.Elapsed.TotalMilliseconds);

此外，它还有一个名为Stopwatch.IsHighResolution的静态字段。当然，这是硬件和操作系统问题。

指示计时器是否基于高分辨率性能计数器。

- Soner Gönül

Answer 4

如果您对性能感兴趣，最好的答案是使用分析器。

否则，System.Diagnostics.StopWatch 提供高分辨率计时器。

- Jeff Foster

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绝对正确！我有点沮丧，因为这里有很多人建议使用秒表，但它并不完全准确。然而，正如你建议使用性能分析器，这才是正确的方法！+1 - Matthew Layton

Answer 5

根据这个微软文档：

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Stopwatch stopWatch = new Stopwatch();
        stopWatch.Start();
        Thread.Sleep(10000);
        stopWatch.Stop();
        // Get the elapsed time as a TimeSpan value.
        TimeSpan ts = stopWatch.Elapsed;

        // Format and display the TimeSpan value.
        string elapsedTime = String.Format("{0:00}:{1:00}:{2:00}.{3:00}",
            ts.Hours, ts.Minutes, ts.Seconds,
            ts.Milliseconds / 10);
        Console.WriteLine("RunTime " + elapsedTime);
    }
}

输出：

运行时间 00:00:09.94

- Tạ Lục Gia Hoàng

Answer 6

您还可以使用这个函数，"获取自系统启动以来经过的毫秒数。"

System.Environment.TickCount

举个例子

static void method1()
{
    for (int i = 1; i <= 100; i++)
    {
        Console.WriteLine("Test1 " + i);
    }
}
static void Main(string[] args)
{
    var startTime = Environment.TickCount;
    method1();
    var endTime = Environment.TickCount;
    Console.WriteLine("RunTime " + (endTime - startTime));
}

- Khai Vu

Answer 7

StopWatch将使用高分辨率计数器

秒表通过计算底层计时器机制中的计时器滴答声来测量经过的时间。如果安装的硬件和操作系统支持高分辨率性能计数器，则Stopwatch类使用该计数器来测量经过的时间。否则，Stopwatch类使用系统计时器来测量经过的时间。使用Frequency和IsHighResolution字段来确定Stopwatch计时实现的精度和分辨率。

如果您正在测量IO，则您的数字可能会受到外部事件的影响，我不会太担心准确性（如上所述）。相反，我会进行一系列测量，并考虑这些数字的平均值和分布。

- Brian Agnew

Answer 8

 using System.Diagnostics;
 class Program
 {
    static void Test1()
    {
        for (int i = 1; i <= 100; i++)
        {
            Console.WriteLine("Test1 " + i);
        }
    }
  static void Main(string[] args)
    {

        Stopwatch sw = new Stopwatch();
        sw.Start();
        Test1();
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("Time Taken-->{0}",sw.ElapsedMilliseconds);
   }
 }

- Md.Rakibuz Sultan