Question

请考虑以下代码：

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <math.h>

// Compile with gcc -lrt -lm -o test_clock test_clock.c

#define CLOCK CLOCK_MONOTONIC

int main(int argc, char** argv) {
    double temp, elapsed;
    int j;
    struct timespec requestStart, requestEnd, req;

    // Pseudo-sleep
    clock_gettime(CLOCK, &requestStart);
    temp = 0;
    for(j=0; j < 40; j++)
        temp += sin(j);
    clock_gettime(CLOCK, &requestEnd);
    elapsed = ( requestEnd.tv_sec - requestStart.tv_sec ) / 1e-6
                 + ( requestEnd.tv_nsec - requestStart.tv_nsec ) / 1e3;
    printf("Elapsed: %lf us\n", elapsed);

    // Nanosleep
    clock_gettime(CLOCK, &requestStart);
    req.tv_nsec = 5000;
    req.tv_sec = 0;
    clock_nanosleep(CLOCK, 0, &req, NULL);
    clock_gettime(CLOCK, &requestEnd);
    elapsed = ( requestEnd.tv_sec - requestStart.tv_sec ) / 1e-6
                 + ( requestEnd.tv_nsec - requestStart.tv_nsec ) / 1e3;

    printf("Elapsed: %lf us\n", elapsed);

}

在我的2.6.32系统上，结果是

Elapsed: 5.308000 us
Elapsed: 69.142000 us

我同意这很可能是因为nanosleep（）要求内核重新安排进程。我怎么能避免这个？我希望保留CPU的所有权，并且在一段精确的时间内闲置。

Answer 1

如果您希望应用程序能够尽可能精确地“睡眠”，请首先将您的应用程序置于实时状态

为您的程序/线程使用实时调度程序类：SCHED_FIFO或SCHED_RR
提升您的程序/线程优先级
如果你要“睡眠”的时间少于内核要处理的最小数量，请手动忙碌

查看http://www.drdobbs.com/184402031

另外一个问题：nanosleep high cpu usage?

Answer 2

操作系统调度程序不会执行任何操作，例如“哦，将此线程从处理器中取出正好86个时钟周期然后重新启用”。

你放弃了处理器，你放弃了处理器。操作系统会让你重新回到它的感觉。您可能需要等到运行的其他任何东西放弃处理器才能重新开始。

Answer 3

好吧，你必须学会使用它，因为手册页说明了部分：the actual time slept may be longer, due to system latencies and possible limitations in the timer resolution of the hardware： - ）

现在关于你的问题的回答，我最好的猜测是因为你的第一个循环是在进程中运行的。换句话说，没有涉及上下文切换，因为您正在运行CPU，并且您将在调度程序为您提供的100ms量程内完成所有工作。

然而，由于您明确要求进入睡眠状态，nanosleep很可能会将您转出。在持续时间结束之前将流程置于紧密的while循环中，效率不会太低： - ）

这意味着您受到调度程序的所有变幻莫测的影响，包括另一个进程可能完全耗尽其量子的事实，因此您的进程可能至少在100ms之外。在一个负载很重的系统上，它可能已经存在了很长一段时间。

Answer 4

// busy wait for 10 microseconds
struct timespec ttime,curtime;

// get the time
clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&ttime);

// clear the nanoseconds and keep the seconds in order not to overflow the nanoseconds
ttime.tv_nsec = 0;

// set it back
clock_settime(CLOCK_REALTIME,&ttime);

// get the time again 
clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&ttime);

// increase the nano seconds by 10*1000
ttime.tv_nsec += 10000;

// loop
while(true){
  clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&curtime);
  if (curtime.tv_nsec > ttime.tv_nsec)
    break;
}

//它比usleep要好得多。

Answer 5

您可以使用usleep方法以微秒为单位获得睡眠。

Answer 6

效率 - 允许以几个时钟周期的精度切换和切换任务的Os将会做很少的事情。

有专门的操作系统可以执行此操作 - 但在常规硬件上，您需要为虚拟机管理程序支付大量开销

Answer 7

这是一个持久的答案 - 我不知道相关的linux内部，希望专家可以来并清理它。

一种可能性是69us只是解决问题的原始开销，然后重新安排线程。即使睡眠很短，内核可能会做很多工作来执行上下文切换（或半个上下文切换，如果没有什么可以安排），然后几乎立即撤消它。我不知道在典型的PC上“应该”花多长时间。

如果这不能解释它，调度程序通常具有“时间片”的概念，即在调度程序考虑切换它之前调度线程将保持运行多长时间，除非它自行计划或其他具有较高优先级的东西变得可调度。内核将在时间片结束时触发中断的低级定时器（除了为某些其他事件（例如可以解除阻塞线程的I / O）触发的中断）。当时间片结束时，调度程序可以决定是继续使用相同的线程，还是切换到另一个线程。

所以看起来好像在你睡觉时，（a）调度程序实际上并没有设置一个定时器，它会使你的线程在请求的时间内可调度，它只是在等待一个时间片，所以CPU正在空闲超过必要的;或者（b）它使你的线程在所要求的时间内可以调度，但当你通过睡眠放弃执行时，其他一些具有相同优先级的线程进入，并且调度程序没有理由更喜欢你，直到它“轮流” “再次根据调度程序通常用来决定要调度的线程的任何规则。

但是，69us很难成为一个时空的人工制品。

你似乎有一个基本的解决方案 - 你可以通过坐在循环中检查时间来延迟很短的时间，就像一个螺旋锁。然而，正如其他人所说的那样，在非实时系统中，或多或少根据定义，您无法要求调度程序在任何特定时间运行您的线程。即使在实时系统中，如果您正在与同等优先级的线程竞争，您可能会失败，如果您与优先级较高的线程竞争，将输掉。

如何睡几微秒

7 个答案: