std::chrono 纳秒计时器适用于 MSVC 但不适用于 GCC

如何解决std::chrono 纳秒计时器适用于 MSVC 但不适用于 GCC

我有一个简单的程序，它使用 chrono 进行计时，我已将其从 MSVC 移植到 Code::Blocks。程序的显示屏显示从开始到小数点后 16 位的增量时间。编译后，我注意到计时器仅从小数点前 6 位开始向上移动。代码保持不变，仍然使用std::chrono::high_resolution_clock::Now();的时间，然后计算我使用的delta时间

double localDeltaTime = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(m_EndTime - m_StartTime).count();
localDeltaTime = localDeltaTime / 1000000000.0;

这清楚地显示了纳秒计时，但 GCC 似乎只做微秒？这是一个已知问题吗？

编辑：

这是一个 MRE，

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <iomanip>

int main()
{
    std::chrono::high_resolution_clock::time_point start = std::chrono::high_resolution_clock::Now();
    std::chrono::high_resolution_clock::time_point finish = start;

    while (true)
    {
        finish = std::chrono::high_resolution_clock::Now();

        long double deltaTime = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(finish - start).count();
        deltaTime /= 1000000000.0;

        std::cout << std::setprecision(25) << deltaTime << std::endl;
    }


    return 0;
}

解决方法

这是一个已知的 MinGW 问题 #5086。

它提到了这些可能的解决方法：

使用std::chrono::steady_clock
使用Boost.chrono
使用 QueryPerformanceCounter Win32 API 构建 your own clock

关于 MSVC：

首先，在 Windows 上，最好的用户空间计时器分辨率是 100 ns。

在 MSVC 中，system_clock 和 steady_clock 都支持此分辨率，因此您应该会看到 7 位十进制数字的变化。

但是写入 std::cout 需要很长时间，大约为 1 毫秒。所以这就是您在版本中看到大时间步长的原因，您实际上是在测量 std::cout 时间。

我重写了测试以打印时间点的最小变化：

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std::literals;

template<class Clock>
void runTest() {
    std::cout << typeid(Clock).name() << '\n';
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        auto start = Clock::now();
        for (;;) {
            auto finish = Clock::now();
            if (finish != start) {
                std::cout << std::fixed << std::setprecision(9) << (finish - start) / 1.0s << '\n';
                break;
            }
        }
    }
}

int main() {
    runTest<std::chrono::system_clock>();
    runTest<std::chrono::steady_clock>();
    runTest<std::chrono::high_resolution_clock>();
}

这是我得到的输出：

MSVC 19.28（VS 2019）：

struct std::chrono::system_clock
0.000000200
0.000000100
0.000000100
0.000000100
0.000000100
struct std::chrono::steady_clock
0.000000100
0.000000100
0.000000100
0.000000200
0.000000100
struct std::chrono::steady_clock
0.000000200
0.000000100
0.000000100
0.000000100
0.000000100

MinGW-w64 GCC 10.2.0（Rev1，由 MSYS2 项目构建）：

NSt6chrono3_V212system_clockE
0.000999200
0.000998600
0.000999900
0.001000800
0.000999400
NSt6chrono3_V212steady_clockE
0.000000100
0.000000100
0.000000100
0.000000100
0.000000100
NSt6chrono3_V212system_clockE
0.000999900
0.001001900
0.001006200
0.001016600
0.000980700

因此，在 MinGW 的情况下，我们可以看到至少 steady_clock 提供了 100 ns 的分辨率，但不幸的是，high_resolution_clock 是 system_clock 的别名。