코드 성능 측정
chrono로 벤치마크하기
코드 성능 측정은(는) CoddyKit의 무료 C++ Academy 강의입니다. 이것은 4개 중 3번째 강의입니다. 아래에서 전체 강의를 무료로 읽을 수 있으며, 내장 코드 에디터와 24/7 AI 튜터와 함께 브라우저에서 직접 실습할 수 있습니다. 이 강의는 C++ Academy 학습 경로의 일부이며, 진행 상황이 웹과 CoddyKit 앱에 동기화됩니다. C++ Academy 강의에는 총 4개의 강의가 포함되어 있습니다.
성능을 측정하는 이유
코드가 실행되는 시간을 측정하면 병목을 찾고 최적화를 검증하는 데 도움이 됩니다. <chrono>를 사용하면 이식 가능하고 타입 안전한 시간 측정이 가능합니다.
- 최적화하기 전에 측정합니다.
- 신뢰할 수 있는 구간을 측정하려면 안정적인 시계를 사용합니다.
#include <iostream>
#include <chrono>
int main() {
using namespace std::chrono;
auto start = steady_clock::now();
auto end = steady_clock::now();
std::cout << "Timed a block: " << ((end - start).count() >= 0) << '\n';
return 0;
}기본 방식
성능 측정 방식은 항상 같습니다. 작업 전에 now()를 저장하고, 작업을 실행한 뒤, 작업 후에 다시 now()를 저장하고, 두 값을 뺍니다.
#include <iostream>
#include <chrono>
int main() {
using namespace std::chrono;
auto start = steady_clock::now();
long sum = 0;
for (int i = 0; i < 100000; ++i) sum += i;
auto end = steady_clock::now();
std::cout << "Sum: " << sum << ", elapsed >= 0: " << ((end - start).count() >= 0) << '\n';
return 0;
}단위 선택
작업량에 맞는 단위를 선택합니다. 빠른 반복문에는 microseconds나 nanoseconds를 사용하고, 더 큰 작업에는 milliseconds를 사용합니다.
#include <iostream>
#include <chrono>
int main() {
using namespace std::chrono;
auto start = steady_clock::now();
long sum = 0;
for (int i = 0; i < 500000; ++i) sum += i;
auto end = steady_clock::now();
auto us = duration_cast<microseconds>(end - start);
std::cout << "Result: " << sum << ", us non-negative: " << (us.count() >= 0) << '\n';
return 0;
}부동 소수점 시간 측정
소수 부분이 있는 사람이 읽기 쉬운 초 단위 값을 얻으려면 duration<double>을 사용하여 1초 미만의 정밀도를 유지합니다.
#include <iostream>
#include <chrono>
int main() {
using namespace std::chrono;
auto start = steady_clock::now();
long sum = 0;
for (int i = 0; i < 200000; ++i) sum += i % 7;
auto end = steady_clock::now();
duration<double> secs = end - start;
std::cout << "Computed " << sum << ", seconds >= 0: " << (secs.count() >= 0) << '\n';
return 0;
}재사용 가능한 타이머
이 방식을 작은 보조 함수로 감싸면 어떤 호출 가능한 대상의 실행 시간도 깔끔하게 측정할 수 있고 같은 코드를 반복하지 않아도 됩니다.
#include <iostream>
#include <chrono>
long long timeWork() {
using namespace std::chrono;
auto s = steady_clock::now();
long acc = 0;
for (int i = 0; i < 100000; ++i) acc += i;
auto e = steady_clock::now();
return duration_cast<microseconds>(e - s).count();
}
int main() {
std::cout << "Microseconds non-negative: " << (timeWork() >= 0) << '\n';
return 0;
}사용하지 않는 코드 제거 방지
컴파일러는 결과를 사용하지 않는 작업을 삭제할 수 있어 성능 측정을 망칠 수 있습니다. 예를 들어 결과를 출력하거나 관찰 가능한 변수에 누적하는 방식으로 항상 결과를 사용해야 합니다.
#include <iostream>
#include <chrono>
int main() {
using namespace std::chrono;
auto s = steady_clock::now();
volatile long sink = 0;
for (int i = 0; i < 100000; ++i) sink += i;
auto e = steady_clock::now();
std::cout << "Sink used: " << (sink > 0) << ", elapsed >= 0: " << ((e - s).count() >= 0) << '\n';
return 0;
}예열 실행
캐시와 지연 초기화 때문에 첫 번째 실행이 더 느릴 수 있습니다. 더 안정적인 수치를 얻으려면 측정 전에 예열 과정을 수행하세요.
#include <iostream>
#include <chrono>
long work() {
long a = 0;
for (int i = 0; i < 50000; ++i) a += i;
return a;
}
int main() {
using namespace std::chrono;
work();
auto s = steady_clock::now();
long r = work();
auto e = steady_clock::now();
std::cout << r << " measured, ok: " << ((e - s).count() >= 0) << '\n';
return 0;
}여러 실행의 평균
한 번의 측정은 변동이 큽니다. 작업을 여러 번 실행하고, 경과한 기간을 모두 더한 다음 나누어 안정적인 평균을 구합니다.
#include <iostream>
#include <chrono>
int main() {
using namespace std::chrono;
long long total = 0;
const int runs = 5;
for (int r = 0; r < runs; ++r) {
auto s = steady_clock::now();
long acc = 0;
for (int i = 0; i < 100000; ++i) acc += i;
auto e = steady_clock::now();
total += duration_cast<microseconds>(e - s).count();
}
std::cout << "Average us non-negative: " << ((total / runs) >= 0) << '\n';
return 0;
}두 가지 접근 방식 비교
벤치마킹은 구현을 비교할 때 특히 유용합니다. 각 구현의 시간을 같은 방식으로 측정하고 결과로 나온 소요 시간을 비교하세요.
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <vector>
int main() {
using namespace std::chrono;
std::vector<int> v;
auto s1 = steady_clock::now();
for (int i = 0; i < 10000; ++i) v.push_back(i);
auto e1 = steady_clock::now();
v.clear();
v.reserve(10000);
auto s2 = steady_clock::now();
for (int i = 0; i < 10000; ++i) v.push_back(i);
auto e2 = steady_clock::now();
std::cout << "Both timed: " << (((e1 - s1).count() >= 0) && ((e2 - s2).count() >= 0)) << '\n';
return 0;
}해상도에 주의하세요
측정하려는 작업이 시계의 한 틱보다 짧으면 0으로 읽힐 수 있습니다. 시계 해상도를 초과할 만큼 작업을 충분히 반복하세요.
#include <iostream>
#include <chrono>
int main() {
using namespace std::chrono;
auto s = steady_clock::now();
int x = 1 + 1;
auto e = steady_clock::now();
auto ns = duration_cast<nanoseconds>(e - s).count();
std::cout << "x=" << x << ", tiny work may read low: " << (ns >= 0) << '\n';
return 0;
}결과 보고
최종 소요 시간을 읽기 쉬운 단위로 변환하여 출력하세요. 최적화기가 작업을 제거하지 못하도록 사용한 결과를 확인할 수 있게 유지하세요.
#include <iostream>
#include <chrono>
int main() {
using namespace std::chrono;
auto s = steady_clock::now();
long acc = 0;
for (int i = 0; i < 300000; ++i) acc += (i * 3) % 11;
auto e = steady_clock::now();
auto ms = duration_cast<milliseconds>(e - s).count();
std::cout << "acc=" << acc << ", ms >= 0: " << (ms >= 0) << '\n';
return 0;
}빠른 확인
벤치마킹의 함정에 대한 이해도를 확인해 보세요.
복습
<chrono>를 사용하여 코드를 벤치마킹하는 방법을 배웠습니다.
- 전후에
steady_clock::now()를 기록한 다음 뺍니다 duration_cast를 사용하여 적절한 단위를 선택합니다- 예열하고, 여러 번 실행한 결과의 평균을 구하며, 결과를 사용해 사용되지 않는 코드 제거를 방지합니다
- 작업량이 매우 적을 때 시계 해상도에 주의합니다
다음으로 C++20의 달력 및 시간대 형식을 살펴보겠습니다.
자주 묻는 질문
“코드 성능 측정” 강의는 무료인가요?
네 — “코드 성능 측정” 전체 내용을 이 웹사이트에서 무료로 읽을 수 있습니다. 인터랙티브하게 실습하려면(내장 코드 에디터와 24/7 AI 튜터), CoddyKit PRO로 업그레이드하면 C++ Academy 강의 전체를 잠금 해제할 수 있습니다. C++ Academy 강의에는 총 4개의 강의가 포함되어 있습니다.
“코드 성능 측정”에서 뭘 배우나요?
chrono로 벤치마크하기 브라우저에서 직접 실행하는 실습 코드로 C++ Academy을(를) 배우며, 24/7 AI 튜터가 강의를 진행하면서 질문에 답변해줍니다.
C++ Academy을(를) 시작하는 데 경험이 필요한가요?
사전 경험은 필요하지 않습니다. CoddyKit의 C++ Academy은(는) 초급자부터 고급 학습자까지를 위해 구성되어 있으므로, 여기서 시작하거나 처음부터 시작할 수 있으며 자신의 속도대로 진행할 수 있습니다. 이것은 4개 중 3번째 강의입니다.
“코드 성능 측정” 강의는 얼마나 걸리나요?
대부분의 CoddyKit 강의는 약 5~10분이 소요됩니다. 각 강의는 간결하고 인터랙티브하여 꾸준한 진행이 가능하며, 웹과 앱에서 중단한 부분부터 바로 시작할 수 있습니다.
이 C++ Academy 강의에서 코드를 작성하고 실행할 수 있나요?
네. 모든 C++ Academy 강의에는 내장 코드 에디터가 포함되어 있으므로, 브라우저에서 바로 실제 코드를 작성하고 실행한 후 즉시 AI 피드백을 받을 수 있습니다 — 로컬 설정이 필요 없습니다.