39. clock_getres - 獲取時鐘精度

函數介紹

clock_getres系統調用用于獲取指定時鐘的精度（分辨率）。它返回時鐘能夠表示的最小時間間隔。

函數原型

#include <time.h>int clock_getres(clockid_t clk_id, struct timespec *res);

功能

獲取指定時鐘的精度，即能夠表示的最小時間間隔。

參數

• clockid_t clk_id: 時鐘ID
• struct timespec *res: 指向timespec結構體的指針，用于存儲精度信息

返回值

• 成功時返回0
• 失敗時返回-1，并設置errno

特似函數

• clock_gettime(): 獲取時鐘時間
• gettimeofday(): 獲取系統時間

示例代碼

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>int main() {struct timespec res;int result;printf("=== Clock_getres 函數示例 ===\n");// 示例1: 獲取各種時鐘的精度printf("\n示例1: 不同時鐘的精度\n");// CLOCK_REALTIMEresult = clock_getres(CLOCK_REALTIME, &res);if (result == -1) {printf("  CLOCK_REALTIME精度獲取失敗: %s\n", strerror(errno));} else {printf("  CLOCK_REALTIME精度: %ld.%09ld 秒\n", res.tv_sec, res.tv_nsec);printf("  即: %ld 納秒\n", res.tv_nsec);}// CLOCK_MONOTONICresult = clock_getres(CLOCK_MONOTONIC, &res);if (result == -1) {printf("  CLOCK_MONOTONIC精度獲取失敗: %s\n", strerror(errno));} else {printf("  CLOCK_MONOTONIC精度: %ld.%09ld 秒\n", res.tv_sec, res.tv_nsec);printf("  即: %ld 納秒\n", res.tv_nsec);}// CLOCK_PROCESS_CPUTIME_IDresult = clock_getres(CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID, &res);if (result == -1) {printf("  CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID精度獲取失敗: %s\n", strerror(errno));} else {printf("  CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID精度: %ld.%09ld 秒\n", res.tv_sec, res.tv_nsec);printf("  即: %ld 納秒\n", res.tv_nsec);}// CLOCK_THREAD_CPUTIME_IDresult = clock_getres(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &res);if (result == -1) {printf("  CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID精度獲取失敗: %s\n", strerror(errno));} else {printf("  CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID精度: %ld.%09ld 秒\n", res.tv_sec, res.tv_nsec);printf("  即: %ld 納秒\n", res.tv_nsec);}// 示例2: 錯誤處理演示printf("\n示例2: 錯誤處理演示\n");// 使用無效的時鐘IDresult = clock_getres(999, &res);if (result == -1) {if (errno == EINVAL) {printf("  無效時鐘ID錯誤處理正確: %s\n", strerror(errno));}}// 使用NULL指針result = clock_getres(CLOCK_REALTIME, NULL);if (result == 0) {printf("  NULL指針參數被接受（用于查詢時鐘是否存在）\n");}// 示例3: 時鐘類型說明printf("\n示例3: 支持的時鐘類型\n");printf("CLOCK_REALTIME: 系統實時鐘\n");printf("  - 可以被設置和調整\n");printf("  - 受NTP和手動調整影響\n");printf("  - 用于獲取當前時間\n\n");printf("CLOCK_MONOTONIC: 單調時鐘\n");printf("  - 不會倒退\n");printf("  - 不受系統時間調整影響\n");printf("  - 用于測量時間間隔\n\n");printf("CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID: 進程CPU時間\n");printf("  - 測量進程使用的CPU時間\n");printf("  - 通常有較高精度\n\n");printf("CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID: 線程CPU時間\n");printf("  - 測量線程使用的CPU時間\n");printf("  - 用于性能分析\n\n");// 示例4: 精度對比printf("示例4: 不同時鐘精度對比\n");clockid_t clocks[] = {CLOCK_REALTIME,CLOCK_MONOTONIC,CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID,CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID};const char *clock_names[] = {"CLOCK_REALTIME","CLOCK_MONOTONIC","CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID","CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID"};for (int i = 0; i < 4; i++) {if (clock_getres(clocks[i], &res) == 0) {printf("  %-25s: %10ld ns\n", clock_names[i], res.tv_nsec);}}// 示例5: 實際應用演示printf("\n示例5: 實際應用演示\n");printf("時鐘精度對程序設計的影響:\n");// 演示高精度計時struct timespec start, end, diff;if (clock_getres(CLOCK_MONOTONIC, &res) == 0) {printf("  使用CLOCK_MONOTONIC進行高精度計時:\n");printf("  理論精度: %ld 納秒\n", res.tv_nsec);// 進行簡單計時演示if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start) == 0) {// 執行一些操作volatile int sum = 0;for (int i = 0; i < 1000; i++) {sum += i;}if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &end) == 0) {// 計算時間差if (end.tv_nsec < start.tv_nsec) {diff.tv_sec = end.tv_sec - start.tv_sec - 1;diff.tv_nsec = 1000000000 + end.tv_nsec - start.tv_nsec;} else {diff.tv_sec = end.tv_sec - start.tv_sec;diff.tv_nsec = end.tv_nsec - start.tv_nsec;}printf("  實際測量時間: %ld.%09ld 秒\n", diff.tv_sec, diff.tv_nsec);}}}// 示例6: 性能考慮printf("\n示例6: 性能考慮\n");printf("不同精度時鐘的性能特點:\n");printf("1. 高精度時鐘通常開銷較大\n");printf("2. 需要在精度和性能間平衡\n");printf("3. 選擇合適的時鐘類型很重要\n");printf("4. 避免不必要的高精度要求\n\n");printf("時鐘選擇建議:\n");printf("- 一般計時: CLOCK_REALTIME\n");printf("- 性能測量: CLOCK_MONOTONIC\n");printf("- CPU使用率: CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID\n");printf("- 線程性能: CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID\n\n");printf("總結:\n");printf("clock_getres用于查詢時鐘精度\n");printf("不同類型的時鐘有不同的精度\n");printf("了解時鐘精度有助于正確使用計時函數\n");printf("合理選擇時鐘類型可以提高程序性能\n");return 0;
}