跟同事讨论到- 用C# Stopwatch 取得效能数值，Stopwatch.ElapsedMilliseconds 只到毫秒(ms)，如果需要更高的时间精确度(微秒μs，甚至奈秒ns)，该怎么做？
原以为要费番功夫，在Stackoverlow查到讨论，答案意外地简单。
准备测试程式如下，比较MD5 及SHA1 计算1MB byte[] 杂凑值所秏费时间：
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static byte[] data = new byte[1024 * 1024];static void Main(string[] args){ Test1(); Console.ReadLine();}private static void Test1(){ Console.WriteLine("Test 1"); for (var i = 0; i < 5; i++) { Stopwatch sw = new Stopwatch(); sw.Start(); var md5 = MD5.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); Console.WriteLine($"MD5 {sw.ElapsedMilliseconds}ms"); sw.Restart(); var sha1 = SHA1.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); Console.WriteLine($"SHA1 {sw.ElapsedMilliseconds}ms"); }} |
执行结果如下：
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Test 1MD5 10msSHA1 2msMD5 2msSHA1 2msMD5 2msSHA1 2msMD5 2msSHA1 2msMD5 2msSHA1 2ms |
有两个问题，第一是回圈的第一次执行因涉及.NET 初始化，耗时会异常偏高(先做SHA1 再做MD5，就变成第一笔SHA1 超过10ms)，第二是MD5 与SHA1 执行时间相近，都是2ms 多，用ElapsedMilliseconds 看不出差异。
针对首次数值耗时偏差问题，除了略过第一次数据不计，我想到的另一个解法是在Test1()前先跑一次MD5.Create()完成相关初始化。至于ElapsedMilliseconds看不出差异问题，改用ElapsedTicks是种解法，但要注意，ElaspedTicks换算成时间单位时，不是除以TimeSpan.TicksPerMillisecond而是依CPU频率而定，需使用Stopwatch.Frequency (每秒Tick数)。
第二版改用ElapsedTicks * 1000000F / Stopwatch.Frequency 计算微秒(Microsecond, μs)，执行前先MD5.Create() 暖机。
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static byte[] data = new byte[1024 * 1024];static void Main(string[] args){ MD5.Create(); Test2(); Console.ReadLine();}private static void Test2(){ Console.WriteLine("Test 2"); for (var i = 0; i < 5; i++) { Stopwatch sw = new Stopwatch(); sw.Start(); var md5 = MD5.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); // Console.WriteLine($"MD5 {sw.ElapsedTicks * 1000000F / Stopwatch.Frequency:n3}μs"); sw.Restart(); var sha1 = SHA1.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); Console.WriteLine($"SHA1 {sw.ElapsedTicks * 1000000F / Stopwatch.Frequency:n3}μs"); }} |
执行结果的第一次时间偏长问题消失，而也呈现出SHA1 比MD5 计算耗时的证据。而由数值来看，精确度可到0.1μs = 100ns。
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Test 2MD5 2,402.200μsSHA1 2,724.000μsMD5 2,017.300μsSHA1 2,576.900μsMD5 2,102.100μsSHA1 2,578.700μsMD5 2,024.100μsSHA1 2,600.300μsMD5 2,008.300μsSHA1 2,624.300μs |
自己计算麻烦了点，Stopwatch 有个Elapsed 属性，型别为TimeSpan，其中TotalMilliseconds 属性精确度即可达到μs 及100ns。请看第三版：
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static byte[] data = new byte[1024 * 1024];static void Main(string[] args){ MD5.Create(); Test3(); Console.ReadLine();}private static void Test3(){ Console.WriteLine("Test 3"); for (var i = 0; i < 5; i++) { Stopwatch sw = new Stopwatch(); sw.Start(); var md5 = MD5.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); Console.WriteLine($"MD5 {sw.Elapsed.TotalMilliseconds * 1000:n3}μs"); sw.Restart(); var sha1 = SHA1.Create().ComputeHash(data); sw.Stop(); Console.WriteLine($"SHA1 {sw.Elapsed.TotalMilliseconds * 1000:n3}μs"); }} |
执行结果与第二版相同，但程式更简单一些。
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Test 3MD5 2,423.400μsSHA1 2,692.400μsMD5 2,204.000μsSHA1 2,976.800μsMD5 2,094.500μsSHA1 2,588.600μsMD5 2,034.600μsSHA1 2,598.900μsMD5 2,029.900μsSHA1 2,887.000μs |
以上就是如何使用C# Stopwatch 测量微秒精确度的详细内容，更多关于C# Stopwatch 测量微秒精确度的资料请关注服务器之家其它相关文章！
原文链接：https://blog.darkthread.net/blog/measure-microsecond-with-stopwatch/
