关于Windows Timer精确度

Windows Timer相比大家都用过,WM_TIMER, WM_SYSTIMER, Waitable Timer, Multimedia Timer, Timer Queue Timer,这么多种Timer,给我们变成提供了很大的方便,有窗口无窗口都能自如选择。所以尽量也不要自己再造轮子,用什么Sleep来写Timer。这种“自定义”的Timer肯定是没有由系统内核DPC触发的Timer效率高的。

OK,回到正题,关于Timer的精确度。首先看看SysInternal工具集的clockres的显示:

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从图中可以看出,我这个系统的最大精确度15.6毫秒,最小是0.5毫秒,当前是15.6毫秒。默认情况下,Windows会用最大精确度,因为这样可以减少CPU的消耗,而且高精度的定时器,绝大多数程序都不会用到。基于15.6毫秒这个精度,那么我们设置Timer间隔为15.6毫秒以下都是没有意义的,这里再提一下,Sleep函数在内核也是用的定时器,也就是说这个精确度下,Sleep(10)也是没有意义的,间隔会达到15-16毫秒。

当然,我们有的时候也是需要高精度的定时器的,这个时候我们需要设置时间精度。timeBeginPeriod这个函数就可以完成这个任务,这个函数调用了ntdll的NtSetTimerResolution函数,我们也可以直接调用这个ntdll函数,只不过我们需要动态获得这个函数的地址罢了。值得注意的是,并不是你想设置什么精确度都可以,Windows内部实际上维护了一份可以设置的精度列表,他会选择一个和你设置相近的的精度设置上去,这个列表保存在Hal里面。

好了,再说下Windows时钟,Windows时钟更新时间总是用的最大精度,在我个系统上也就是每次更新时间都是间隔15.6毫秒。也就是说如果用GetTickCount来统计性能问题,最大精度也就是15-16毫秒。举个例子,一段代码运行时间不足15.6毫秒,要么统计结果是0,要么是15-16毫秒,时间精度不会影响Windows时钟更新。

最后说下Windows高精度时钟查询的实现,在2000和XP时代,系统用TSC来演算时间,但是那个时候,多核并不支持TSC同步,这回带来一些问题。Vista系统采用了High Precision Event Timer (HPET)或者ACPI Power Management Timer (PM timer),但是这种Timer的延时比较高,当然,这个延时是百纳秒级别的,可以说基本上不会对普通程序有什么影响。之后的系统就使用了固定频率的TSC,这样在多核状态下也能保证同步,而且延时很低。更详细的资料可以参考:https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/dn553408(v=vs.85).aspx

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