在现代计算机系统中，CPU拥有多核心、大缓存、指令流水线等特性，这些因素都可能影响算法在特定测试场景中的运行时间。白盒测试技术，如附加的调试器或分析器，可能会忽略CPU上的缓存行、流水线等，从而隐藏了实际的运行时间。因此，针对这些现代超标量CPU优化的算法可能会因为附加的分析器而表现得比未优化的算法更慢。而黑盒测试（运行时间测量）则可以在不附加调试器或分析器的情况下，发现算法的真实性能，并完成对算法性能的分析。
最重要的是要防止在CPU核心或处理器之间切换。切换会忽略缓存等，并对测试性能产生巨大影响。这可以通过设置进程的ProcessorAffinity掩码来实现：
Process.GetCurrentProcess().ProcessorAffinity = new IntPtr(2);
为了更独占地使用CPU核心，必须防止其他线程使用这个CPU核心。可以通过设置进程和线程的优先级来实现这一点：
Process.GetCurrentProcess().PriorityClass = ProcessPriorityClass.High;
Thread.CurrentThread.Priority = ThreadPriority.Highest;
最后但同样重要的是，需要在测试中加入预热阶段。在系统上，经过1000-1500毫秒的预热后，结果就稳定了。可以使用Stopwatch本身来控制预热（至少1200毫秒）：
stopwatch.Start();
while (stopwatch.ElapsedMilliseconds < 1200) {
result = TestFunction(seed, count);
}
stopwatch.Stop();
以下是完整的示例：
using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;
namespace PreciseMeasure
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
long seed = Environment.TickCount;
long result = 0;
int count = 100000000;
Console.WriteLine("20 Tests without correct preparation");
Console.WriteLine("Warmup");
for (int repeat = 0; repeat < 20; ++repeat)
{
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
result ^= TestFunction(seed, count);
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine("Ticks: " + stopwatch.ElapsedTicks + " mS: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}
Process.GetCurrentProcess().ProcessorAffinity = new IntPtr(2);
Process.GetCurrentProcess().PriorityClass = ProcessPriorityClass.High;
Thread.CurrentThread.Priority = ThreadPriority.Highest;
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("20 Tests with correct preparation");
Console.WriteLine("Warmup");
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
while (stopwatch.ElapsedMilliseconds < 1200)
{
result = TestFunction(seed, count);
}
stopwatch.Stop();
for (int repeat = 0; repeat < 20; ++repeat)
{
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
result ^= TestFunction(seed, count);
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine("Ticks: " + stopwatch.ElapsedTicks + " mS: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}
Console.WriteLine(result);
}
public static long TestFunction(long seed, int count)
{
long result = seed;
for (int i = 0; i < count; ++i)
{
result ^= i ^ seed;
}
return result;
}
}
}
未正确准备的情况下：
Ticks: 1580367 mS: 572 <-- 最高值
Ticks: 1577003 mS: 571
Ticks: 1576140 mS: 571
Ticks: 1560964 mS: 565
Ticks: 1351663 mS: 489
Ticks: 1248383 mS: 452
Ticks: 1115361 mS: 404
Ticks: 1112813 mS: 403
Ticks: 1113112 mS: 403
Ticks: 1112012 mS: 402 <-- 最低值
Ticks: 1330444 mS: 482
Ticks: 1558493 mS: 564
Ticks: 1501097 mS: 543
Ticks: 1517796 mS: 549
Ticks: 1542712 mS: 558
Ticks: 1574959 mS: 570
Ticks: 1483975 mS: 537
Ticks: 1390578 mS: 503
Ticks: 1546904 mS: 560
Ticks: 1349507 mS: 488
运行时间在402毫秒到572毫秒之间，相差170毫秒或42%。这些结果没有参考价值。
正确准备的情况下：
Ticks: 1110518 mS: 402
Ticks: 1110540 mS: 402
Ticks: 1110543 mS: 402
Ticks: 1110684 mS: 402 <-- 最高值
Ticks: 1110508 mS: 402
Ticks: 1110553 mS: 402
Ticks: 1110600 mS: 402
Ticks: 1110433 mS: 402 <-- 最低值
Ticks: 1110509 mS: 402
Ticks: 1110508 mS: 402
Ticks: 1110489 mS: 402
Ticks: 1110568 mS: 402
Ticks: 1110503 mS: 402
Ticks: 1110566 mS: 402
Ticks: 1110625 mS: 402
Ticks: 1110474 mS: 402
Ticks: 1110571 mS: 402
Ticks: 1110448 mS: 402
Ticks: 1110555 mS: 402
Ticks: 1110495 mS: 402
20个样本的结果都是402毫秒，只能通过tick计数（内部CPU性能计数器值）来区分。差异是251个ticks或0.02%。在系统上，Stopwatch的频率是每秒2760029个ticks。测试运行之间的差异仅为0.09毫秒。这是非常好的，可以用来测量和比较算法的运行时间。
非常重要的一点是，未准备情况下的最好（最低）值并不比准备情况下的最差值好。CPU上下文和核心切换对应用程序的运行时间有巨大的影响。