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runtime - 平均运行时间以进行性能分析

问题描述

所以现代计算机和操作系统很复杂，并且有很多东西使得准确的预测和运行时的可重复性变得困难，比如调度器、分支预测器、缓存、预取器等。我不明白这些东西，但我想我理解其中的含义：运行一次是不够的。

幸运的是，perf stat它提供了一个--repeat命令，甚至为您提供了基本的统计数据。所以为了测试这个，我跑了

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    puts("Hello, World!");
    return 0;
}

gcc -O2 hello.c -o hello用命令编译perf stat -r 100 ./hello。这给了我很好的输出像这样

    0,00043149 +- 0,00000688 seconds time elapsed  ( +-  1,59% )

但是，如果我现在再次运行这整个过程几次，平均运行时间可能与上一次运行相差甚远：

    0,00043149 +- 0,00000688 seconds time elapsed  ( +-  1,59% )
    0,00043222 +- 0,00000657 seconds time elapsed  ( +-  1,52% )
    0,00041690 +- 0,00000612 seconds time elapsed  ( +-  1,47% )
    0,00045048 +- 0,00000832 seconds time elapsed  ( +-  1,85% )
    0,0005051  +- 0,0000232 seconds time elapsed  ( +-  4,60% )
    0,00043595 +- 0,00000676 seconds time elapsed  ( +-  1,55% )
    0,0004271  +- 0,0000168 seconds time elapsed  ( +-  3,94% )
    0,00043166 +- 0,00000604 seconds time elapsed  ( +-  1,40% )
    0,0010521 +- 0,0000548 seconds time elapsed  ( +-  5,21% )
    0,00042799 +- 0,00000714 seconds time elapsed  ( +-  1,67% )

这里平均值的相对偏差为 37%，主要是由倒数第二个异常值引起的。但即使我不考虑那次运行，它仍然是 5.5%，比“单次”运行的偏差大得多。

那么这里发生了什么？为什么平均不起作用（在这种情况下）？我应该做什么？

编辑：当频率缩放被禁用时也会发生这种情况（sudo cpupower frequency-set --governor performance），但异常值似乎不太频繁。

标签： runtimeperfperformance-measuring

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