不到100行代码，封装一个通用毫秒级计时器（基于RAII理念）

开源519

发布于 2025-06-15 04:10:07

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不到100行代码，封装一个通用毫秒级计时器（基于RAII理念）

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引言

在C/C++开发中，测量代码执行时间是性能分析、定时任务或超时检测等场景的常见需求。虽然可以直接调用系统接口实现，但这种方式重复代码多、可维护性差。

高质量的程序员会倾向于将其封装为一个结构清晰、使用直观的类，以提升代码复用性和可读性，同时便于统一管理和功能扩展。面对此类需求，RAII（Resource Acquisition Is Initialization) 原则恰好为设计高效、可靠的计时器提供了理想的理论基础。

RAII，也称为“资源获取就是初始化”，是c++等编程语言常用的管理资源、避免内存泄露的方法。它保证在任何情况下，使用对象时先构造对象，最后析构对象。

需求分析

基于日常开发对于计时器的使用需求，大致如下：

使用简单对外接口尽可能少，理论只需要提供获取执行时长的接口即可。
计时精度毫秒级提供获取时长的接口精度转换至毫秒级。
可复用性强提供一套统一且稳定的接口，确保在不同项目或模块中可以方便地重用代码。

详细设计

实现起来很简单，主要是在封装上做文章。

RunningTiming.h

#ifndef __RUNNING_TIMING_H__
#define __RUNNING_TIMING_H__

#include <stdint.h>

class RunningTiming
{
public:
    RunningTiming();
    ~RunningTiming();
    uint64_t GetElapsedTimeInSec();
    uint64_t GetElapsedTimeInMSec();

private:
    uint64_t GetCurTimeInMSec();

private:
    uint64_t mStartTimeInMSec;
};

#endif // __RUNNING_TIMING_H__

RunningTiming.cpp

#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include "RunningTiming.h"

RunningTiming::RunningTiming()
{
    mStartTimeInMSec = GetCurTimeInMSec();
}

RunningTiming::~RunningTiming()
{
}

uint64_t RunningTiming::GetCurTimeInMSec() {
    timespec ts;
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_RAW, &ts);
    uint64_t timeInMSec = static_cast<uint64_t>(ts.tv_sec) * 1000 + ts.tv_nsec / 1000000;
    return timeInMSec;
}

uint64_t RunningTiming::GetElapsedTimeInSec()
{
    uint64_t stopTimeInMsec = GetCurTimeInMSec();
    return (stopTimeInMsec - mStartTimeInMSec) / 1000;
}

uint64_t RunningTiming::GetElapsedTimeInMSec() {
    uint64_t stopTimeInMsec = GetCurTimeInMSec();
    return stopTimeInMsec - mStartTimeInMSec;
}

实现思路

构造即初始化 RunningTiming 类在构造时即自动记录起始时间，无需额外调用初始化接口，减少使用步骤，提升易用性。
按需提供精度接口根据实际需求，封装两个获取时间间隔的接口：秒级和毫秒级，便于不同场景下直接使用合适精度。
统计代码执行时长计时范围是从 RunningTiming 对象定义开始，到调用 GetElapsedTimexxx 为止的时间跨度，用于统计该时间段内代码的执行耗时。

实例使用

因为对外接口单一，因此使用起来很方便

{
    RunningTiming timer;
    usleep(100 * 1000); // 休眠 100 毫秒
    uint64_t elapsedTime = timer.GetElapsedTimeInMSec();
}

总结

在 C++ 开发中，直接调用原生接口实现工具类功能虽可行，但往往不够简洁，使用成本高。对于这类问题，应通过封装优化，提升易用性和可维护性。
RAII 设计理念非常适合封装独立、无外部依赖的工具类。它能将资源生命周期与对象生命周期绑定，自动管理资源。但需注意：RAII 的前提是初始化必须成功，若存在外部依赖或失败可能，则不适合使用。