Как точно измерить время выполнения операции С#?

#c_sharp

Для лабораторной работы нужно измерить время выполнения нескольких операций.
Код:

StartTime = Environment.TickCount;
for (int i = 0; i < 2499; i++)
{
    LQL.Rem();
}
ResultTime = Environment.TickCount - StartTime;

public class LinkedStackLarge
{
    LinkedList _LinkedStack = new LinkedList();
    public LargeData Rem()
    {
        LargeData data = _LinkedStack.Last();
        _LinkedStack.RemoveFirst();
        return data;
    }
}


Код работает, но ResultTime в конце равно 0. Это нормально?
    

Ответы

Ответ 1

Измерение времени операции — на самом деле сложный момент, тут есть много тонкостей.

Первая тонкость — JIT warm-up: когда метод исполняется в первый раз, происходит JIT-компиляция
кода этого метода. Поэтому чтобы получить правильное время, необходимо перед измерением
выполнить измеряемый код «вхолостую».

Следующая тонкость: при запуске из-под отладчика JIT-компилятор даже в Release mode
оптимизирует ваш код не очень агрессивно, чтобы в отладчике всё ещё были видны нужные
переменные и стек вызовов. Запускайте ваши тесты из-под командной строки вне Visual Studio.

Следующая тонкость: если ваш измеряемый метод не производит побочных эффектов и не
возвращает значения, или возвращаемое значение игнорируется, то оптимизатор может выбросить
его вызов. Поэтому обязательно выводите возвращаемое значение на экран.

Следующая тонкость: метод может быть очень быстрым, и сумманое время выполнения может
оказаться в пределах разрешения используемого вами таймера. Для того, чтобы реально
измерить его скорость, нужно выполнить его N раз, и суммарное время поделить на N.
Число N проще всего подобрать экспериментально.

Следующая тонкость: различные таймеры имеют различное разрешение. Лучше брать более
точный таймер. Я, например, использую Stopwatch, о котором говорит @Denis Bubnov в
своём ответе.

Следующая тонкость: выполнение может быть прервано различными внешними событиями.
Например, системный планировщик потоков может отобрать квант времени у вашего потока,
в результате измеренное значение будет больше, чем реальное время пробега метода. Или
сборщик мусора может заморозить ваш поток. Поэтому имеет смысл проводить измерения
несколько раз, и отбрасывать результаты, которые статистически слишком далеко отстоят
от среднего значения.

Следующая тонкость: различные системные кеши. Например, если ваш код читает файл,
то после первого чтения файл окажется в кеше операционной системы, и последующие выполнения
того же метода будут быстрее. Поэтому в таком случае каждая новая итерация должна читать
новый файл.



Практически, учитывать эти штуки в своём коде каждый раз лень. Поэтому имеет смысл
воспользоваться фреймворком для бенчмарков. Например, можно использовать BenchmarkDotNet.
В этом случае ваш код будет выглядеть так:

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var summary = BenchmarkRunner.Run();
        Console.ReadKey();
    }
}

public class Tester
{
    [Benchmark]
    public void Test()
    {
        for (int i = 0; i < 2499; i++)
        {
            LQL.Rem();
        }
    }
}


Ответ 2

Используйте класс Stopwatch. Он предоставляет набор методов и свойств, которые можно
использовать для точного измерения затраченного времени.

var startTime = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();

for (int i = 0; i < 2499; i++)
{
    LQL.Rem();
}

startTime.Stop();
var resultTime = startTime.Elapsed;

// elapsedTime - строка, которая будет содержать значение затраченного времени
string elapsedTime = String.Format("{0:00}:{1:00}:{2:00}.{3:000}",
    resultTime.Hours, 
    resultTime.Minutes, 
    resultTime.Seconds,
    resultTime.Milliseconds);


Свойство Stopwatch.Elapsed - получает общее затраченное время, измеренное текущим
экземпляром.

Полезные ссылки:


C# Получить среднее время выполнения 10 операций
Stopwatch vs. using System.DateTime.Now for timing events
Is DateTime.Now the best way to measure a function's performance?
Environment.TickCount vs DateTime.Now


Примечание:


  Environment.TickCount основана на GetTickCount функции WinAPI.
  Разрешение функции GetTickCount ограничено разрешением системного
  таймера, который обычно находится в диапазоне от 10 миллисекунд до 16
  миллисекунд. Функция дает результат в миллисекундах, но фактическая
  точность составляет не более 16 миллисекунд. Таким образом, для
  коротких интервалов времени менее 16 миллисекунд вы получите 0.


В этом ответе хорошо и понятно написано про Environment.TickCount, DateTime.Ticks
и Stopwatch (правда на английском языке): Environment.TickCount vs DateTime.Now