39. clock_getres - 获取时钟精度

函数介绍

clock_getres系统调用用于获取指定时钟的精度（分辨率）。它返回时钟能够表示的最小时间间隔。

函数原型

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

功能

获取指定时钟的精度，即能够表示的最小时间间隔。

参数

• clockid_t clk_id: 时钟ID
• struct timespec *res: 指向timespec结构体的指针，用于存储精度信息

返回值

• 成功时返回0
• 失败时返回-1，并设置errno

特似函数

• clock_gettime(): 获取时钟时间
• gettimeofday(): 获取系统时间

示例代码

#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 函数示例 ===\n");// 示例1: 获取各种时钟的精度printf("\n示例1: 不同时钟的精度\n");// CLOCK_REALTIMEresult = clock_getres(CLOCK_REALTIME, &res);if (result == -1) {printf("  CLOCK_REALTIME精度获取失败: %s\n", strerror(errno));} else {printf("  CLOCK_REALTIME精度: %ld.%09ld 秒\n", res.tv_sec, res.tv_nsec);printf("  即: %ld 纳秒\n", res.tv_nsec);}// CLOCK_MONOTONICresult = clock_getres(CLOCK_MONOTONIC, &res);if (result == -1) {printf("  CLOCK_MONOTONIC精度获取失败: %s\n", strerror(errno));} else {printf("  CLOCK_MONOTONIC精度: %ld.%09ld 秒\n", res.tv_sec, res.tv_nsec);printf("  即: %ld 纳秒\n", res.tv_nsec);}// CLOCK_PROCESS_CPUTIME_IDresult = clock_getres(CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID, &res);if (result == -1) {printf("  CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID精度获取失败: %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 纳秒\n", res.tv_nsec);}// CLOCK_THREAD_CPUTIME_IDresult = clock_getres(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &res);if (result == -1) {printf("  CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID精度获取失败: %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 纳秒\n", res.tv_nsec);}// 示例2: 错误处理演示printf("\n示例2: 错误处理演示\n");// 使用无效的时钟IDresult = clock_getres(999, &res);if (result == -1) {if (errno == EINVAL) {printf("  无效时钟ID错误处理正确: %s\n", strerror(errno));}}// 使用NULL指针result = clock_getres(CLOCK_REALTIME, NULL);if (result == 0) {printf("  NULL指针参数被接受（用于查询时钟是否存在）\n");}// 示例3: 时钟类型说明printf("\n示例3: 支持的时钟类型\n");printf("CLOCK_REALTIME: 系统实时钟\n");printf("  - 可以被设置和调整\n");printf("  - 受NTP和手动调整影响\n");printf("  - 用于获取当前时间\n\n");printf("CLOCK_MONOTONIC: 单调时钟\n");printf("  - 不会倒退\n");printf("  - 不受系统时间调整影响\n");printf("  - 用于测量时间间隔\n\n");printf("CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID: 进程CPU时间\n");printf("  - 测量进程使用的CPU时间\n");printf("  - 通常有较高精度\n\n");printf("CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID: 线程CPU时间\n");printf("  - 测量线程使用的CPU时间\n");printf("  - 用于性能分析\n\n");// 示例4: 精度对比printf("示例4: 不同时钟精度对比\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: 实际应用演示printf("\n示例5: 实际应用演示\n");printf("时钟精度对程序设计的影响:\n");// 演示高精度计时struct timespec start, end, diff;if (clock_getres(CLOCK_MONOTONIC, &res) == 0) {printf("  使用CLOCK_MONOTONIC进行高精度计时:\n");printf("  理论精度: %ld 纳秒\n", res.tv_nsec);// 进行简单计时演示if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start) == 0) {// 执行一些操作volatile int sum = 0;for (int i = 0; i < 1000; i++) {sum += i;}if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &end) == 0) {// 计算时间差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("  实际测量时间: %ld.%09ld 秒\n", diff.tv_sec, diff.tv_nsec);}}}// 示例6: 性能考虑printf("\n示例6: 性能考虑\n");printf("不同精度时钟的性能特点:\n");printf("1. 高精度时钟通常开销较大\n");printf("2. 需要在精度和性能间平衡\n");printf("3. 选择合适的时钟类型很重要\n");printf("4. 避免不必要的高精度要求\n\n");printf("时钟选择建议:\n");printf("- 一般计时: CLOCK_REALTIME\n");printf("- 性能测量: CLOCK_MONOTONIC\n");printf("- CPU使用率: CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID\n");printf("- 线程性能: CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID\n\n");printf("总结:\n");printf("clock_getres用于查询时钟精度\n");printf("不同类型的时钟有不同的精度\n");printf("了解时钟精度有助于正确使用计时函数\n");printf("合理选择时钟类型可以提高程序性能\n");return 0;
}