時間計測 NSDate と gettimeofday() 速度比較でわかった事

時間計測には　NSDateを使用する方法 と　gettimeofday()を使用する方法があります。
最近のCPUは、早いからどちらでもあまり問題なならないのですが、
前々から、どちらが早いのか知りたくてテストしました。
結果からするとほぼ同じでNSDateが気持ち遅いかな程度なのですが、予想外な事がわかりました。

環境はXcode7.0で　ターゲットはiPhone5s(ios8.3)です。

まず、Codeから

Global変数

struct timeval start_time;
struct timeval current_time;
NSDate *measureTime;
NSDate *totalTime;

処理

double sum;
totalTime = [NSDate date];
for( int loop=0;loop<10;loop++)
{
    sum=0.0;

NSDateの場合

    for( int i=0;i<100;i++)
    {
        measureTime = [NSDate date];
        [NSThread sleepForTimeInterval:0.1];
        NSTimeInterval dt = -[measureTime timeIntervalSinceNow];
        sum+=dt;
    }       

gettimeofdayの場合

    for( int i=0;i<100;i++)
    {
        gettimeofday(&start_time, NULL);
        [NSThread sleepForTimeInterval:0.1];
        gettimeofday(&current_time, NULL);
        double start   = (double)start_time.tv_sec+(double)start_time.tv_usec/1000000.0;
        double current = (double)current_time.tv_sec+(double)current_time.tv_usec/1000000.0;
        double dt = current-start;
        sum+=dt;
    }

    NSLog(@"time=%f",sum/100.0);
}
NSLog(@"totalTime=%f",-[totalTime timeIntervalSinceNow]);

内容
・0.1秒寝ている時間を100回測定して平均時間を測定する。
・それを10回実行して全体時間を測定する。
・結果はLogで出力

３回実行して測定した結果（秒）

結果からgettimeofday()が早いとなるのだが、・・・・・・・
んんんん　100msのSleepで平均101msなのが気に入らない

100msのSleepは本当に100msか確認
( [NSThread sleepForTimeInterval:0.1];のみで全体時間測定 )

1ms余分にかかってましたね。ならば、実質の測定全体時間は、

NSDate : 101.090191-101.075412 = 0.014779 秒(100回x10回)
gettimeofday: 101.078647-101.075412 = 0.003235 秒(100回x10回)

となるのですが、
１回あたり 14us と 3us・・・・・
んんんん　桁違うじゃん　４倍も違う なんで　誤差？？？？

SleepなければNSDateとgettimeofdayの測定時間がどうなるか確認
( [NSThread sleepForTimeInterval:0.1];を削除で全体時間測定 )
まずは、NSDate

次にgettimeofday

さっきの計算でgettimeofdayは、１回あたり3usだったから
そんなに差がないじゃん？？？？？？

単体計算では

NSDateの場合
　101.075412(Sleep全体時間) + 0.002940(測定全体時間) = 101.078352 秒(100回x10回)
gettimeofdayの場合
　101.075412(Sleep全体時間) + 0.002428(測定全体時間) = 101.07784 秒(100回x10回)

なので、ほとんど差がないはずなのですが、
実際(最初の測定)の結果と比較すると

NSDateの場合　　101.090191 秒 -> 101.078352 秒 (差0.011839秒）
gettimeofdayの場合 101.075412 秒 -> 101.07784 秒　(差-0.002428秒）

これは、推測ですが、NSDateの場合は、Sleep処理になんらかの負荷をかけている
または、Sleep処理組み合わさった場合にコードの最適化がよくない等と思います。
（まあ問題にするほどの事ではないですがね・・・・・）

テスト結果

・ほとんど同じですが、NSDateが気持ち遅いかな程度。
・Sleepと組み合わせると追加の気持ち時間が追加される。