C++统计代码执行耗时

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C++统计代码执行耗时
- 1. 需求
- 2. 代码结构
- 3. CMakeLists文件
- 4. 核心代码
- 5. 使用测试

1. 需求

统计项目中代码执行耗时

2. 代码结构

# 程序依赖fmt库
.
├── CMakeLists.txt
├── SpendTimer.cpp
├── SpendTimer.h
├── test.cc
└── third_party└── fmt├── include│   └── fmt│       ├── chrono.h│       ├── color.h│       ├── compile.h│       ├── core.h│       ├── format.h│       ├── format-inl.h│       ├── locale.h│       ├── os.h│       ├── ostream.h│       ├── posix.h│       ├── printf.h│       └── ranges.h└── lib├── libfmt.a├── libfmt.so -> libfmt.so.7├── libfmt.so.7 -> libfmt.so.7.0.3└── libfmt.so.7.0.3

3. CMakeLists文件

# cmake版本设置
cmake_minimum_required(VERSION 3.5 FATAL_ERROR)
# 声明项目名称与语言
project(demo LANGUAGES C CXX)  # CMAKE_BUILD_TYPE配置构建类型，默认为空，可以选择Debug 或者 Release
if (NOT CMAKE_BUILD_TYPE)set(CMAKE_BUILD_TYPE Release CACHE STRING "Build type" FORCE)
endif()set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS OFF)
set(POSITION_INDEPENDENT_CODE 1)set(THIRD_PATH "./third_party")
# 添加第三方库的头文件搜索路径
include_directories(${THIRD_PATH}/fmt/include)
# 添加第三方库的搜索路径
link_directories(${THIRD_PATH}/fmt/lib)add_executable(test_main test.cc SpendTimer.cpp SpendTimer.h)
target_link_libraries(test_mainPUBLICfmt
)

4. 核心代码

/*** 程序执行耗时统计计时器，辅助计算代码执行时间* @note 不建议直接使用，应使用相关工具宏* @see SPEND_TIME, SPEND_TIME_MSG, SPEND_TIMG_CONTROL*/
class SpendTimer {public:/** 构造函数，记录当前系统时间 */explicit SpendTimer() : m_msg(""), m_start_time(std::chrono::steady_clock::now()) {}/*** 构造函数，记录当前系统时间* @param msg 辅导输出信息*/explicit SpendTimer(const std::string& msg): m_msg(msg), m_start_time(std::chrono::steady_clock::now()) {}/** 析构函数，计算从构造至析构所消耗的时间，并打印输出 */virtual ~SpendTimer() {if (m_closed) {return;}std::chrono::duration<double> sec = std::chrono::steady_clock::now() - m_start_time;double spend = 0;std::string unit;if (sec.count() < 0.000001) {spend = sec.count() * 1000000000;unit = "ns";} else if (sec.count() < 0.001) {spend = sec.count() * 1000000;unit = "us";} else if (sec.count() < 1) {spend = sec.count() * 1000;unit = "ms";} else if (sec.count() > 60) {spend = sec.count() / 60;unit = " m";} else if (sec.count() > 86400) {spend = sec.count() / 360;unit = " h";} else {spend = sec.count();unit = " s";}std::cout << fmt::format("spend time: {:>7.3f} {} | {} ", spend, unit, m_msg) << std::endl;}private:std::string m_msg;std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> m_start_time;static bool m_closed;friend void close_spend_time();friend void open_spend_time();
};/// 全局关闭耗时打印输出
void close_spend_time();/// 全局开启耗时打印输出
void open_spend_time();inline void close_spend_time() {SpendTimer::m_closed = true;
}inline void open_spend_time() {SpendTimer::m_closed = false;
}

定义一个耗时计时器开启关闭状态类，如下:

/*** 耗时计时器开启关闭状态看守，记录之前的耗时开关状态，并置为指定状态，释放时恢复原状态*/
class SpendTimerGuad {public:/*** 构造函数，记录当前状态，并根据 open 指示开启或关闭耗时统计* @param open 是否开启耗时统计*/explicit SpendTimerGuad(bool open) : m_open(open) {if (open) {open_spend_time();} else {close_spend_time();}}/** 析构函数，退出当前指定状态，恢复原状态 */~SpendTimerGuad() {if (m_open) {close_spend_time();} else {open_spend_time();}}private:bool m_open;
};

定义一些使用工具宏:

#define SPEND_TIME(id)                                                    \std::stringstream sptmsg_buf_##id(std::stringstream::out);            \sptmsg_buf_##id << #id << " (" << __FILE__ << ":" << __LINE__ << ")"; \util::SpendTimer test_spend_timer_##id(sptmsg_buf_##id.str());/*** 代码执行耗时计时器，附带输出信息* @param id 自定义耗时计时器id* @param ... 符合 fmt::format 方式的输出信息*/
#define SPEND_TIME_MSG(id, ...)                      \std::string msg_##id = fmt::format(__VA_ARGS__); \util::SpendTimer test_spend_timer_##id(           \fmt::format("{} {} ({}:{})", #id, msg_##id, __FILE__, __LINE__)); /*** 用于动态控制当前代码块及其子块中的耗时计时器，主要用于测试代码中关闭和开启部分耗时统计*/
#define SPEND_TIMG_CONTROL(open) util::SpendTimerGuad spend_timer_guard_##open(open);

5. 使用测试

/** test.cc* brief: 测试耗时统计工具* Created on: 2020-9-5*     Author: erices*/
#include <iostream>#include "SpendTimer.h"uint64_t Fibonacci(uint32_t i)
{if (1 == i){return 1;}else if(2 == i){return 2;}return Fibonacci(i-1) + Fibonacci(i-2);
}int main()
{SPEND_TIMG_CONTROL(true);{SPEND_TIME_MSG(1, "Fibonacci(20) spend time ");Fibonacci(20);}{SPEND_TIME_MSG(2, "Fibonacci(30) spend time ");Fibonacci(30);}{SPEND_TIME_MSG(3, "Fibonacci(40) spend time ");Fibonacci(40);}return 0;
}

# 测试结果
➜  build ./test_main
spend time:  26.933 us | 1 Fibonacci(20) spend time  (/root/workspace/util/test.cc:29)
spend time:   3.047 ms | 2 Fibonacci(30) spend time  (/root/workspace/util/test.cc:34)
spend time: 346.920 ms | 3 Fibonacci(40) spend time  (/root/workspace/util/test.cc:39)

编译注意事项:

由于系统中装了多版本gcc库，故编译时需要显示指定版本。未指定版本

➜  build cmake ..
-- The C compiler identification is GNU 4.8.5
-- The CXX compiler identification is GNU 4.8.5
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc -- works
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++ -- works
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: /root/workspace/util/build

指定gcc版本:

export CC=/usr/local/bin/gcc
export CXX=/usr/local/bin/g++
➜  build cmake ..
-- The C compiler identification is GNU 9.1.0
-- The CXX compiler identification is GNU 9.1.0
-- Check for working C compiler: /apps/sylar/bin/gcc
-- Check for working C compiler: /apps/sylar/bin/gcc -- works
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Check for working CXX compiler: /apps/sylar/bin/g++
-- Check for working CXX compiler: /apps/sylar/bin/g++ -- works
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: /root/workspace/util/build

执行结果:

➜  build ./test_main
spend time:  26.933 us | 1 Fibonacci(20) spend time  (/root/workspace/util/test.cc:29)
spend time:   3.047 ms | 2 Fibonacci(30) spend time  (/root/workspace/util/test.cc:34)
spend time: 346.920 ms | 3 Fibonacci(40) spend time  (/root/workspace/util/test.cc:39)

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