Windows 上的微秒分辨率时间戳

Question

如何在 Windows 上获取微秒分辨率时间戳？

我正在寻找比 QueryPerformanceCounter 和 QueryPerformanceFrequency 更好的东西（这些只能为您提供自启动以来经过的时间，如果它们在不同的线程上被调用，则不一定准确 - 也就是说， QueryPerformanceCounter 可能在不同的 CPU 上返回不同的结果。还有一些处理器会调整其频率以节省电量，这显然并不总是反映在它们的 QueryPerformanceFrequency 结果中。）

_有为 Windows 实现持续更新的高分辨率时间提供程序_，但它似乎并不可靠。 当微秒 很重要时，它看起来很棒，但它不再可供下载。

另一个资源是 _在 Windows XP 下获取准确的时间戳_，但它需要一些步骤，运行一个帮助程序加上一些初始化的东西，我不确定它是否适用于多个 CPU。

我还查看了 Wikipedia 文章 _Time Stamp Counter_ ，这很有趣，但没那么有用。

如果答案只是用 BSD 或 Linux 来做这件事，那会容易得多，这很好，但我想确认这一点，并解释一下为什么这在 Windows 中如此困难，而在 Linux 和 BSD 中如此容易。都是一样的好硬件…

原文由 Nikhil 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

我相信这仍然有用： 系统内部：提供多媒体计时器支持的指南。

它很好地解释了各种可用的计时器及其限制。您的大敌可能不是分辨率，而是延迟。

QueryPerformanceCounter 并不总是以 CPU 速度运行。事实上，它可能会尝试避免 RDTSC ，尤其是在多处理器（/多核）系统上：它将在 Windows Vista 和更高版本上使用 HPET （如果可用）或 ACPI/PM 计时器。在我的系统（Windows 7 x64，双核 AMD）上，计时器以 14.31818 MHz 运行。

对于早期的系统也是如此：

默认情况下，Windows Server 2003 Service Pack 2 (SP2) 对所有多处理器 APIC 或 ACPI HAL 使用 PM 计时器，除非确定 BIOS 是否支持 APIC 或 ACPI HAL 的检查过程失败。”

问题是，当检查失败时。这仅仅意味着您的计算机/BIOS 在某种程度上被破坏了。然后您可以修复您的 BIOS（推荐），或者至少暂时切换到使用 ACPI 计时器（/usepmtimer） 。

从 C# 很容易 - 没有 P/Invoke - 使用 Stopwatch.IsHighResolution 检查高分辨率计时器支持，然后查看 Stopwatch.Frequency 。它将在内部进行必要的 QueryPerformanceCounter 调用。

还要考虑，如果计时器坏了，整个系统将受到严重破坏，并且通常表现得很奇怪，报告负的经过时间，减慢等等 - 不仅仅是你的应用程序。

这意味着您实际上可以依赖 QueryPerformanceCounter。

…与流行的看法相反， QueryPerformanceFrequency() “系统运行时无法更改” 。

编辑：正如 QueryPerformanceCounter() 上的文档所述，“调用哪个处理器无关紧要” - 事实上，只有当 APIC/ACPI 检测失败并且系统求助时，才需要使用线程关联进行整个黑客攻击使用 TSC 。这是一个不应该发生的度假胜地。如果它发生在较旧的系统上，则可能有制造商提供的 BIOS 更新/驱动程序修复。如果没有，则 /usepmtimer 引导开关仍然存在。如果这也失败了，因为系统除了 Pentium TSC 之外没有适当的计时器，您实际上可能会考虑弄乱线程关联 - 即使这样，其他人在页面的“社区内容”区域提供的示例是具有误导性，因为由于在每次启动/停止调用上设置线程亲和性，它具有不可忽略的开销——这会引入相当大的延迟，并可能首先降低使用高分辨率计时器的好处。

Game Timing and Multicore Processors 是关于如何正确使用它们的建议。请考虑它现在已经 5 年了，当时完全符合/支持 ACPI 的系统较少 - 这就是为什么在抨击它时，这篇文章详细介绍了 TSC 以及如何通过保持仿射来解决其局限性线。

我相信现在要找到一台支持零 ACPI 且没有可用 PM 计时器的普通 PC 是一项相当艰巨的任务。最常见的情况可能是 BIOS 设置，当 ACPI 支持设置不正确时（有时可悲的是出厂默认设置）。

轶事告诉 八年前，在极少数情况下情况有所不同。 （读起来很有趣，开发人员围绕设计“缺点”工作并抨击芯片设计师。公平地说，反之亦然。:-)

原文由 Andras Vass 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议

Answer 2

QueryPerformanceCounter / QueryPerformanceFrequency，处理器速度分辨率

请注意多线程。处理器上的每个核心都可以有自己的计数器。

在 Windows XP 下获取准确的时间戳 中提供了更多信息。

如果您最终不得不求助于这种方法：

当我试图手动将数据写入串行端口（用于红外发射器）时，我发现将进程和线程优先级设置为最大值（实时）大大提高了它的可靠性（因为没有错误），这是必须的如果我也记得的话，它的分辨率大约是 40 kHz，所以它应该保持足够精确到毫秒分辨率。

原文由 matt 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议