这个新答案使用C ++ 11的<chrono>功能。虽然还有其他答案说明如何使用<chrono>，但没有一个答案说明如何<chrono>与RDTSC此处其他几个答案中提到的功能一起使用。所以我想我会展示如何使用RDTSC带<chrono>。此外，我将演示如何在时钟模板化的测试代码，这样就可以快速切换RDTSC和系统的内置时钟设施（这将可能是基于clock()，clock_gettime()和/或QueryPerformanceCounter。
请注意，该RDTSC指令是特定于x86的。 QueryPerformanceCounter仅Windows。并且clock_gettime()仅适用于POSIX。下面，我介绍两个新时钟：std::chrono::high_resolution_clock和std::chrono::system_clock，如果可以假设使用C ++ 11，它们现在是跨平台的。
首先，这是如何根据英特尔rdtsc汇编指令创建与C ++ 11兼容的时钟。我称它为x::clock：
#include <chrono>
namespace x
{
struct clock
{
typedef unsigned long long rep;
typedef std::ratio<1, 2'800'000'000> period; // My machine is 2.8 GHz
typedef std::chrono::duration<rep, period> duration;
typedef std::chrono::time_point<clock> time_point;
static const bool is_steady = true;
static time_point now() noexcept
{
unsigned lo, hi;
asm volatile("rdtsc" : "=a" (lo), "=d" (hi));
return time_point(duration(static_cast<rep>(hi) << 32 | lo));
}
};
} // x
该时钟所做的只是计数CPU周期并将其存储在无符号的64位整数中。您可能需要调整编译器的汇编语言语法。或者您的编译器可能会提供您可以使用的内在函数（例如now() {return __rdtsc();}）。
要构建时钟，您必须为其提供表示形式（存储类型）。您还必须提供时钟周期，该时钟周期必须是编译时间常数，即使您的机器可能会在不同的电源模式下更改时钟速度。从这些基础上，您可以轻松定义时钟的“本机”持续时间和时间点。
如果您要做的只是输出时钟滴答数，那么您在时钟周期内给出的数字并不重要。仅当您想要将时钟滴答数转换为某些实时单位（例如纳秒）时，此常数才起作用。在这种情况下，您提供时钟速度的能力越精确，到纳秒（毫秒）的转换就越精确。
以下是示例代码，显示了如何使用x::clock。实际上，我已经在时钟上模板化了代码，因为我想展示如何使用完全相同的语法使用许多不同的时钟。此特定测试显示了在循环下运行要计时的时间时的循环开销：
#include <iostream>
template <class clock>
void
test_empty_loop()
{
// Define real time units
typedef std::chrono::duration<unsigned long long, std::pico> picoseconds;
// or:
// typedef std::chrono::nanoseconds nanoseconds;
// Define double-based unit of clock tick
typedef std::chrono::duration<double, typename clock::period> Cycle;
using std::chrono::duration_cast;
const int N = 100000000;
// Do it
auto t0 = clock::now();
for (int j = 0; j < N; ++j)
asm volatile("");
auto t1 = clock::now();
// Get the clock ticks per iteration
auto ticks_per_iter = Cycle(t1-t0)/N;
std::cout << ticks_per_iter.count() << " clock ticks per iteration\n";
// Convert to real time units
std::cout << duration_cast<picoseconds>(ticks_per_iter).count()
<< "ps per iteration\n";
}
该代码要做的第一件事是创建一个“实时”单位来显示结果。我选择了皮秒，但是您可以选择任何您喜欢的单位，基于整数或浮点。例如，有一个std::chrono::nanoseconds我可以使用的预制单元。
再举一个例子，我想打印出每次迭代的平均时钟周期数作为浮点数，所以我创建了另一个基于double的持续时间，该持续时间与时钟滴答的单位相同（Cycle在代码中称为）。
循环的定时是clock::now()在任一侧调用。如果要命名此函数返回的类型，则为：
typename clock::time_point t0 = clock::now();
（如x::clock示例中清楚所示，并且系统提供的时钟也是如此）。
要获得一个以浮点时钟滴答为单位的持续时间，只需减去两个时间点，并获得每个迭代值，就将该持续时间除以迭代次数即可。
您可以使用count()成员函数在任何持续时间内获得计数。这将返回内部表示。最后，我使用std::chrono::duration_cast将持续时间转换为持续Cycle时间picoseconds并打印出来。
使用此代码很简单：
int main()
{
std::cout << "\nUsing rdtsc:\n";
test_empty_loop<x::clock>();
std::cout << "\nUsing std::chrono::high_resolution_clock:\n";
test_empty_loop<std::chrono::high_resolution_clock>();
std::cout << "\nUsing std::chrono::system_clock:\n";
test_empty_loop<std::chrono::system_clock>();
}
在上面，我使用自制的设备进行测试x::clock，并使用系统提供的两个时钟将这些结果进行比较： std::chrono::high_resolution_clock和std::chrono::system_clock。对我来说，它打印出来：
Using rdtsc:
1.72632 clock ticks per iteration
616ps per iteration
Using std::chrono::high_resolution_clock:
0.620105 clock ticks per iteration
620ps per iteration
Using std::chrono::system_clock:
0.00062457 clock ticks per iteration
624ps per iteration
这表明这些时钟中的每个都有不同的滴答周期，因为每个时钟的每次迭代滴答都大不相同。但是，当转换为已知的时间单位（例如皮秒）时，每个时钟得到的结果大致相同（您的里程可能会有所不同）。
请注意，我的代码是如何完全摆脱“魔术转换常数”的。实际上，整个示例中只有两个幻数：
- 为了定义我机器的时钟速度
x::clock。
- 要测试的迭代次数。如果更改此数字会使结果相差很大，则可能应该增加迭代次数，或者在测试时清空竞争进程的计算机。