如何保證確切的線程睡眠間隔？

通常如果我想模擬一些工作或等待確切的時間間隔，我使用condition_variable::wait_for或最差的thread::this_thread::sleep_for。但是condition_variabledocumentation指出wait_for或wait_until方法可能會阻止比請求更長的時間。如何保證確切的線程睡眠間隔？

該功能可能會阻塞更長比timeout_duration由於調度或者資源爭用延遲。

確切的等待間隔可以保證多少？

UPDATE

我能達到它沒有condition_variable？

來源

2017-08-08 Viktor

標準C++沒有這樣的功能。很可能，您的操作系統也不是。 –

所以你可以做的最接近的事情就是讓自己的函數爲大增量睡1秒或更大，然後輪詢等待正確的返回時間，但它會相當混亂和低效 –

@GradyPlayer：爲什麼是你選擇任意1秒？在具有較高優先級任務的繁忙系統上，它可能爲1000秒，在未使用的系統上可能沒有開銷。 – MSalters

你不能這樣做。

爲了有這樣的確切保證，你需要一個實時操作系統。

C++並不保證您在實時操作系統上。

因此，它提供了典型的非RTOS提供的保證。

請注意，在RTOS上進行編程還有其他複雜性，遠遠超出了這個問題的範圍。

實際上，有一點當人們真的需要細粒度的時序控制時（比如說，他們在每幀或每行掃描線緩衝器等或音頻緩衝器或其他什麼的時候）都會檢查if時間很短，如果是這樣，等待。如果時間更長，他們會等待比他們想等待的時間少一點，然後醒來並旋轉。

這也不能保證可以正常工作，但對於幾乎所有情況都可以很好地工作。

在RTOS上，平臺可以提供您想要的基元。這些超出了標準C++的範圍。沒有典型的桌面操作系統是我知道的RTOS。如果您正在爲戰鬥機的控制硬件或類似設備編程，那麼您可能正在使用RTOS進行編程。

我希望你不是寫戰鬥機控制軟件，並在堆棧溢出問這個問題。

來源

2017-08-08 14:39:45 Yakk

好的答案，喜歡最後一行。 – Annabelle

@Yakk更糟的是更糟糕。撰寫戰鬥機控制軟件的人要我回答一個問題。 – Viktor

如果您確實在某個確切的持續時間內進行了假設睡眠，然後執行了一些響應操作（例如獲取當前時間或將消息打印到屏幕上），那麼該操作可能會延遲某個未知的時間段時間例如由於處理器負載。這相當於立即發生（幾乎）發生的行爲，但計時器花費的時間比預期的要長。即使在最好的情況下，定時器完全按照您的請求時間完成，並且操作系統允許您的操作在不搶佔進程的情況下完成，但執行該操作需要幾個時鐘週期。換句話說，在一個標準的操作系統中，定時器完全按照要求的時間完成是不可能的或者甚至是沒有意義的。

這怎麼能克服？學術上的答案是，您可以使用專用軟件和硬件，例如實時操作系統，但這比開發常規編程軟件要複雜得多。在一般情況下，你可能真正想知道的是，文件所指的延遲並不大，即通常小於1/100秒。

來源

2017-08-08 14:43:05

憑藉蠻力循環...例如：

chrono::microseconds sleep_duration{1000}; 

auto now = chrono::high_resolution_clock::now() 

while(true) 
{ 
    auto elapsed = chrono::duration_cast<hrono::microseconds>(chrono::high_resolution_clock::now() - now); 
    if (elapsed > sleep_duration) 
     break; 
}

這是如此，你不能有這樣的精確度有點難看，但桌面操作系統不是實時的。

爲了放鬆你看看下面的代碼片段的CPU：

void little_sleep(std::chrono::microseconds us) 
{ 
    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now(); 
    auto end = start + us; 
    do { 
     std::this_thread::yield(); 
    } while (std::chrono::high_resolution_clock::now() < end); 
}

來源

2017-08-08 14:49:06

謝謝。但請注意，'std :: chrono :: high_resolution_clock'只是一個別名。檢查[這裏]（http://en.cppreference.com/w/cpp/chrono/high_resolution_clock）。 – Viktor

這是真的，在ubuntu 16.04上它是'system_clock'的別名。如果時鐘精度不夠，請使用特定於操作系統的調用 –

這並不能保證精確的「睡眠」。先發制人的操作系統可以讓你的線程隨時進入睡眠狀態（甚至在執行你的等待循環時）。所以你需要做一些事情來防止它（線程的RTOS或合作調度程序（沒有收益）或RT優先級等）。） – geza

這就要看你能期待什麼精度。一般來說，正如其他人所說的正常操作系統（Linux，Windows）不能保證。

爲什麼？
你的操作系統可能有線程的概念。如果是這樣，那麼就有一個調度程序，它會中斷線程並將執行切換到等待隊列中的其他線程。這可能會破壞定時器的準確性。

我該怎麼辦？

如果您使用的是嵌入式系統 - 去裸機，即不使用 OS或使用所謂的硬實時操作系統。
如果您使用的是Linux，請在Google中查找Linux RT搶佔補丁程序。你必須重新編譯你的內核以包含路徑（儘管不那麼複雜），然後你可以創建高於50的線程 - 這意味着優先於內核的線程 - 這最終意味着你可以有一個線程可以中斷調度程序和內核一般，提供相當好的時間精度。在我的情況下，它是三個數量級（從幾毫秒的延遲到少數我們）。
如果您使用的是Windows，我不知道有關此修補程序，但您可以在Microsoft網站上搜索High Precisions計時器。也許提供的準確性將足夠滿足您的需求。

來源

2017-08-08 14:55:43 zupazt3

如何保證確切的線程睡眠間隔？

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