详解F#版本的CodeTimer方法实现

对于F#这个微软的新丁，很多人并不熟悉。很多开发人员知道函数式编程方面Scala可以算一个，但是不知道F#中CodeTimer妙用。本文借用作者的文章，希望能让大家对F#有更深刻的了解。

#T#

CodeTimer很好用，自从在今年三月在.NET技术大会上看到Jeffrey Richter用类似的东西之后，我就自己写了一个。不过，当时是用C#写的，现在我需要在F#里做相同的事情就不那么方便了。当然，F#与.NET本是无缝集成，因此C#写的CodeTimer也应该可以被F#使用。不过，我平时在使用CodeTimer时并不是通过程序集引用，而是使用代码复制的方式，因此如果有个F#版本那么应该使用起来更加方便。

代码如下：

#light  
module CodeTimer  
open System  
open System.Diagnostics  
open System.Threading  
open System.Runtime.InteropServices  
 
[<DllImport("kernel32.dll")>]  
extern int QueryThreadCycleTime(IntPtr threadHandle, uint64* cycleTime)  
 
[<DllImport("kernel32.dll")>]  
extern IntPtr GetCurrentThread();  
 
let private getCycleCount() =   
    let mutable cycle = 0UL  
    let threadHandle = GetCurrentThread()  
    QueryThreadCycleTime(threadHandle, &&cycle) |> ignore  
    cycle  
 
let time name iteration action =  
 
    if (String.IsNullOrEmpty(name)) then ignore 0 else 
 
    // keep current color  
    let currentForeColor = Console.ForegroundColor  
    Console.ForegroundColor <- ConsoleColor.Yellow  
    printfn "%s" name  
 
    // keep current gc count  
    GC.Collect(GC.MaxGeneration, GCCollectionMode.Forced);  
    let gcCounts =  
        [0 .. GC.MaxGeneration]  
        |> List.map (fun i -> (i, GC.CollectionCount(i)))  
        |> List.fold (fun acc i -> i :: acc) []  
        |> List.rev  
 
    // keep cycle count and start watch  
    let threadPtr = GetCurrentThread()  
    let cycle = getCycleCount()  
    let watch = Stopwatch.StartNew()  
      
    // run  
    for i = 1 to iteration do action();  
      
    let cycleUsed = getCycleCount() - cycle  
    watch.Stop()  
 
    // restore the color  
    Console.ForegroundColor <- currentForeColor;  
 
    // print  
    watch.ElapsedMilliseconds.ToString("N0") |> printfn "\tTime Elapsed:\t%sms" 
    cycle.ToString("N0") |> printfn "\tCPU Cycles:\t%s" 
    gcCounts |> List.iter (fun (i, c) ->   
        printfn "\tGen%i:\t\t%i" i (GC.CollectionCount(i) - c))  
 
    printfn "" 
 
let initialize() =  
    Process.GetCurrentProcess().PriorityClass <- ProcessPriorityClass.High  
    Thread.CurrentThread.Priority <- ThreadPriority.Highest  
    time "" 0 (fun() -> ignore 0) 

结果是：

Wait  
        Time Elapsed:   684ms  
        CPU Cycles:     372,709,908  
        Gen0:           0  
        Gen1:           0  
        Gen2:           0 

与C#版本的CodeTimer相比，第一版的F# CodeTimer少算了CPU使用周期的消耗——不是我不想，而是遇到了问题。我当时这样引入P/Invoke的签名：

open System.Runtime.InteropServices  
[<DllImport("kernel32.dll")>]  
extern int QueryThreadCycleTime(IntPtr threadHandle, uint32* cycleTime)  
[<DllImport("kernel32.dll")>]  
extern IntPtr GetCurrentThread(); 

F#在P/Invoke签名中使用*来标记out参数，但是在自定义方法时使用的是byref，这点与C#不同，后者都是使用ref。这个引入看似没有问题，而且普通调用也能得到正常结果：

[<EntryPoint>]  
let main args =  
 
    let mutable cycle = 0u 
    let threadHandle = CodeTimer.GetCurrentThread()  
    CodeTimer.QueryThreadCycleTime(threadHandle, &&cycle) |> ignore  
 
    Console.ReadLine() |> ignore  
    0 

但是，一旦我把它加为CodeTimer的一个方法，如getCycleCount：

let getCycleCount() =   
    let mutable cycle = 0u  
    let threadHandle = GetCurrentThread()  
    QueryThreadCycleTime(threadHandle, &&cycle) |> ignore  
    cycle 

这样调用的时候就会抛出异常：

后经alonesail同学指出，引入QueryThreadCycleTime的时候，第二个参数应该是64位而不是32位无符号整数——我将PULONG64看作PULONG了。改成uint64便没有问题了。

原文标题：F#版本的CodeTimer（已支持CPU时钟周期统计）

链接：http://www.cnblogs.com/JeffreyZhao/archive/2009/11/13/fsharp-codetimer.html