为何C语言sleep(5)后clock()计算的执行时长不是5秒？

我期望以下C语言代码输出的程序执行时长约为5秒，代码通过clock()记录起始与结束时间，中间调用sleep(5)模拟耗时操作，但实际输出的执行时长仅约0.000047秒，恳请解释原因。

代码示例 #

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
 
int main() {
    clock_t start, end;

    /* Store start time here */
    start = clock();
    
    /* Do 5 seconds of work */
    sleep(5);

    /* program logic ends here */
    end = clock();

    printf("start: %f\n", (double)start);
    printf("end: %f\n", (double)end);
    
    /* Get the time taken by program to execute in seconds */
    double duration = ((double)end - start)/CLOCKS_PER_SEC;
     
    printf("duration: %f, CPS: %li\n", duration, CLOCKS_PER_SEC);

    printf("Time taken to execute in seconds : %f\n", duration);
    return 0;
}

实际输出 #

start: 1097.000000
end: 1144.000000
duration: 0.000047, CPS: 1000000
Time taken to execute in seconds : 0.000047

原因解释 #

clock()函数统计的是进程实际占用CPU的时间，而非从程序启动到结束的真实流逝时间（墙上时钟时间）。

当调用sleep(5)时，当前进程会被操作系统挂起，这段时间内进程完全不占用CPU资源，clock()自然不会统计这段时间。你看到的0.000047秒，只是程序执行clock()调用、printf()输出等代码时实际消耗的CPU时间，和sleep()的5秒无关联。

正确计时方案 #

如果需要统计真实流逝时间，可以使用以下几种方法：

• time()函数：精度到秒

  time_t start = time(NULL);
  sleep(5);
  time_t end = time(NULL);
  double duration = difftime(end, start);
  

• clock_gettime()函数：POSIX标准，精度可达纳秒

  struct timespec start, end;
  clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start);
  sleep(5);
  clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &end);
  double duration = (end.tv_sec - start.tv_sec) + (end.tv_nsec - start.tv_nsec)/1e9;
  

• gettimeofday()函数：精度到微秒

  struct timeval start, end;
  gettimeofday(&start, NULL);
  sleep(5);
  gettimeofday(&end, NULL);
  double duration = (end.tv_sec - start.tv_sec) + (end.tv_usec - start.tv_usec)/1e6;
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dark_nite77