我有线程运行循环。我需要该循环运行一次,每5毫秒(1毫秒错误)。我知道,睡眠()函数是不精确的。你有什么建议吗?更新。我不能用其他方法。在循环结束时我需要某种睡眠。我也不想让100%的CPU加载。
ulmd4ohb1#
我一直在寻找适合实时应用的轻量级跨平台睡眠功能(即高分辨率/高精度和可靠性)。以下是我的发现:
放弃CPU然后再重新获得它是昂贵的。根据this article,Linux上的调度器延迟可能在10 - 30ms之间。所以如果你需要高精度地睡眠少于10ms,那么你需要使用特殊的操作系统特定的API。通常的C++11 std::this_thread::sleep_for不是高分辨率睡眠。例如,在我的机器上,快速测试显示,当我要求它睡眠1ms时,它通常睡眠至少3ms。
最流行的解决方案似乎是nanosleep()API。然而,如果你想要〈2ms的高分辨率睡眠,你还需要使用sched_setscheduler调用来设置线程/进程的实时调度。如果你不这样做,nanosleep()的行为就像过时的usleep,分辨率约为10ms。另一种可能性是使用alarms。
这里的解决方案是像其他人建议的那样使用多媒体时间。如果你想在Windows上模拟Linux的nanosleep(),下面是如何(original ref)。再次注意,如果你在循环中调用sleep(),你不需要一遍又一遍地执行CreateWaitableTimer()。
#include <windows.h> /* WinAPI */ /* Windows sleep in 100ns units */ BOOLEAN nanosleep(LONGLONG ns){ /* Declarations */ HANDLE timer; /* Timer handle */ LARGE_INTEGER li; /* Time defintion */ /* Create timer */ if(!(timer = CreateWaitableTimer(NULL, TRUE, NULL))) return FALSE; /* Set timer properties */ li.QuadPart = -ns; if(!SetWaitableTimer(timer, &li, 0, NULL, NULL, FALSE)){ CloseHandle(timer); return FALSE; } /* Start & wait for timer */ WaitForSingleObject(timer, INFINITE); /* Clean resources */ CloseHandle(timer); /* Slept without problems */ return TRUE; }
这是time_util.cc,它实现了Linux的睡眠,Windows和苹果的平台。但是请注意,它没有像我上面提到的那样使用sched_setscheduler设置实时模式,所以如果你想使用〈2ms,那么你需要额外做一些事情。另一个改进是,如果你在一些循环中调用sleep,可以避免一遍又一遍地调用CreateWaitableTimer for Windows版本。有关如何执行此操作,请参见example here。
#include "time_util.h" #ifdef _WIN32 # define WIN32_LEAN_AND_MEAN # include <windows.h> #else # include <time.h> # include <errno.h> # ifdef __APPLE__ # include <mach/clock.h> # include <mach/mach.h> # endif #endif // _WIN32 /**********************************=> unix ************************************/ #ifndef _WIN32 void SleepInMs(uint32 ms) { struct timespec ts; ts.tv_sec = ms / 1000; ts.tv_nsec = ms % 1000 * 1000000; while (nanosleep(&ts, &ts) == -1 && errno == EINTR); } void SleepInUs(uint32 us) { struct timespec ts; ts.tv_sec = us / 1000000; ts.tv_nsec = us % 1000000 * 1000; while (nanosleep(&ts, &ts) == -1 && errno == EINTR); } #ifndef __APPLE__ uint64 NowInUs() { struct timespec now; clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now); return static_cast<uint64>(now.tv_sec) * 1000000 + now.tv_nsec / 1000; } #else // mac uint64 NowInUs() { clock_serv_t cs; mach_timespec_t ts; host_get_clock_service(mach_host_self(), SYSTEM_CLOCK, &cs); clock_get_time(cs, &ts); mach_port_deallocate(mach_task_self(), cs); return static_cast<uint64>(ts.tv_sec) * 1000000 + ts.tv_nsec / 1000; } #endif // __APPLE__ #endif // _WIN32 /************************************ unix <=**********************************/ /**********************************=> win *************************************/ #ifdef _WIN32 void SleepInMs(uint32 ms) { ::Sleep(ms); } void SleepInUs(uint32 us) { ::LARGE_INTEGER ft; ft.QuadPart = -static_cast<int64>(us * 10); // '-' using relative time ::HANDLE timer = ::CreateWaitableTimer(NULL, TRUE, NULL); ::SetWaitableTimer(timer, &ft, 0, NULL, NULL, 0); ::WaitForSingleObject(timer, INFINITE); ::CloseHandle(timer); } static inline uint64 GetPerfFrequency() { ::LARGE_INTEGER freq; ::QueryPerformanceFrequency(&freq); return freq.QuadPart; } static inline uint64 PerfFrequency() { static uint64 xFreq = GetPerfFrequency(); return xFreq; } static inline uint64 PerfCounter() { ::LARGE_INTEGER counter; ::QueryPerformanceCounter(&counter); return counter.QuadPart; } uint64 NowInUs() { return static_cast<uint64>( static_cast<double>(PerfCounter()) * 1000000 / PerfFrequency()); } #endif // _WIN32
另一个更完整的跨平台代码是found here。
你可能已经注意到了,上面的代码不再是非常轻量级的。它需要包括Windows头文件以及其他东西,如果你正在开发只有头文件的库,这可能不是很理想。如果你需要睡眠少于2ms,并且你不是很热衷于使用操作系统代码,那么你可以只使用下面的简单解决方案,这是跨平台的,在我的测试中效果很好。请记住,您现在没有使用经过大量优化的操作系统代码,这些代码在节省电源和管理CPU资源方面可能会更好。
typedef std::chrono::high_resolution_clock clock; template <typename T> using duration = std::chrono::duration<T>; static void sleep_for(double dt) { static constexpr duration<double> MinSleepDuration(0); clock::time_point start = clock::now(); while (duration<double>(clock::now() - start).count() < dt) { std::this_thread::sleep_for(MinSleepDuration); } }
ghhaqwfi2#
这里不要使用旋转。要求的分辨率和精度可以用标准方法达到。当系统中断周期被设置为以如此高的频率运行时,您可以使用Sleep(),周期约为1 ms。查看description of Sleep()以了解详细信息。特别是multimedia timers与Obtaining and Setting Timer Resolution,以获取有关如何设置系统中断周期的详细信息。可获得的准确性当适当地实现时,这种方法在几微秒的范围内。我怀疑你的循环也在做其他事情,因此我怀疑你想要一个5毫秒的总周期,这将是Sleep()和你花在循环中其他事情上的剩余时间之和。对于这种情况,我建议使用Waitable Timer Objects,但是,这些定时器也依赖于多媒体定时器API的设置。我已经概述了用于更高精度定时的相关函数here。可以在here中找到关于高精度定时的更深入的见解。要获得更精确可靠的计时,您可能需要考虑process priority classes和thread priorities。另一个关于Sleep()精度的答案是this。然而,是否可能获得精确为5 ms的Sleep()延迟取决于系统硬件。(由多媒体定时器API设置)。这对应于0.9765625 ms的周期。因此,您可以获得的最接近值为4.8828125 ms。其他值允许更接近,特别是自Windows 7以来,当在提供high resolution event timers的硬件上操作时,计时已经显著改善。请参见MSDN上的About Timers和High Precision Event Timer。
Sleep()
process priority classes
thread priorities
high resolution event timers
**摘要:**将多媒体定时器设置为以最高频率工作并使用waitable timer。
cyvaqqii3#
从问题标签我猜你是在windows上.看看Multimedia Timers,他们宣传精度低于1ms.另一个选择是使用Spin Locks,但这基本上会保持cpu核心的最大使用率。
a11xaf1n4#
也许你可以尝试一个循环来检查时间间隔,并在时间差为5ms时返回,而不是使用sleep。循环应该比sleep更精确。然而,要知道精确并不总是可能的,cpu可能会在这么短的时间间隔内被另一个操作占用,从而可能错过5 ms。
yfwxisqw5#
这些职能:
允许您创建一个分辨率为100纳秒的可等待计时器,等待它,并让调用线程在触发时执行特定函数。Here's an example of use of said timer.注意,WaitForSingleObject有一个以毫秒为单位的超时,这也许可以作为等待的一个粗略的替代,但我不相信它,有关详细信息,请参见SO question。
wbgh16ku6#
如果你想要精确度,并且你有管理员权限,在linux上你可以通过read()调用设置时钟芯片进行轮询。操作系统将阻塞,直到下一个信号从芯片进来(中断)。我在访问二级rtc时成功地使用了这个方法,比如“/dev/rtc 2”。它也没有消耗额外的功率。在Windows上,您可以创建一个用户模式驱动程序来完成相同的任务。或者,QueryPerformanceCounter()是高分辨率计时器,建议您使用它而不是“rdtsc”汇编指令。
6条答案
按热度按时间ulmd4ohb1#
我一直在寻找适合实时应用的轻量级跨平台睡眠功能(即高分辨率/高精度和可靠性)。以下是我的发现:
放弃CPU然后再重新获得它是昂贵的。根据this article,Linux上的调度器延迟可能在10 - 30ms之间。所以如果你需要高精度地睡眠少于10ms,那么你需要使用特殊的操作系统特定的API。通常的C++11 std::this_thread::sleep_for不是高分辨率睡眠。例如,在我的机器上,快速测试显示,当我要求它睡眠1ms时,它通常睡眠至少3ms。
最流行的解决方案似乎是nanosleep()API。然而,如果你想要〈2ms的高分辨率睡眠,你还需要使用sched_setscheduler调用来设置线程/进程的实时调度。如果你不这样做,nanosleep()的行为就像过时的usleep,分辨率约为10ms。另一种可能性是使用alarms。
这里的解决方案是像其他人建议的那样使用多媒体时间。如果你想在Windows上模拟Linux的nanosleep(),下面是如何(original ref)。再次注意,如果你在循环中调用sleep(),你不需要一遍又一遍地执行CreateWaitableTimer()。
这是time_util.cc,它实现了Linux的睡眠,Windows和苹果的平台。但是请注意,它没有像我上面提到的那样使用sched_setscheduler设置实时模式,所以如果你想使用〈2ms,那么你需要额外做一些事情。另一个改进是,如果你在一些循环中调用sleep,可以避免一遍又一遍地调用CreateWaitableTimer for Windows版本。有关如何执行此操作,请参见example here。
另一个更完整的跨平台代码是found here。
你可能已经注意到了,上面的代码不再是非常轻量级的。它需要包括Windows头文件以及其他东西,如果你正在开发只有头文件的库,这可能不是很理想。如果你需要睡眠少于2ms,并且你不是很热衷于使用操作系统代码,那么你可以只使用下面的简单解决方案,这是跨平台的,在我的测试中效果很好。请记住,您现在没有使用经过大量优化的操作系统代码,这些代码在节省电源和管理CPU资源方面可能会更好。
ghhaqwfi2#
这里不要使用旋转。要求的分辨率和精度可以用标准方法达到。
当系统中断周期被设置为以如此高的频率运行时,您可以使用
Sleep()
,周期约为1 ms。查看description of Sleep()以了解详细信息。特别是multimedia timers与Obtaining and Setting Timer Resolution,以获取有关如何设置系统中断周期的详细信息。可获得的准确性当适当地实现时,这种方法在几微秒的范围内。我怀疑你的循环也在做其他事情,因此我怀疑你想要一个5毫秒的总周期,这将是
Sleep()
和你花在循环中其他事情上的剩余时间之和。对于这种情况,我建议使用Waitable Timer Objects,但是,这些定时器也依赖于多媒体定时器API的设置。我已经概述了用于更高精度定时的相关函数here。可以在here中找到关于高精度定时的更深入的见解。
要获得更精确可靠的计时,您可能需要考虑
process priority classes
和thread priorities
。另一个关于Sleep()精度的答案是this。然而,是否可能获得精确为5 ms的
Sleep()
延迟取决于系统硬件。(由多媒体定时器API设置)。这对应于0.9765625 ms的周期。因此,您可以获得的最接近值为4.8828125 ms。其他值允许更接近,特别是自Windows 7以来,当在提供high resolution event timers
的硬件上操作时,计时已经显著改善。请参见MSDN上的About Timers和High Precision Event Timer。**摘要:**将多媒体定时器设置为以最高频率工作并使用waitable timer。
cyvaqqii3#
从问题标签我猜你是在windows上.看看Multimedia Timers,他们宣传精度低于1ms.另一个选择是使用Spin Locks,但这基本上会保持cpu核心的最大使用率。
a11xaf1n4#
也许你可以尝试一个循环来检查时间间隔,并在时间差为5ms时返回,而不是使用sleep。循环应该比sleep更精确。
然而,要知道精确并不总是可能的,cpu可能会在这么短的时间间隔内被另一个操作占用,从而可能错过5 ms。
yfwxisqw5#
这些职能:
允许您创建一个分辨率为100纳秒的可等待计时器,等待它,并让调用线程在触发时执行特定函数。
Here's an example of use of said timer.
注意,WaitForSingleObject有一个以毫秒为单位的超时,这也许可以作为等待的一个粗略的替代,但我不相信它,有关详细信息,请参见SO question。
wbgh16ku6#
如果你想要精确度,并且你有管理员权限,在linux上你可以通过read()调用设置时钟芯片进行轮询。操作系统将阻塞,直到下一个信号从芯片进来(中断)。我在访问二级rtc时成功地使用了这个方法,比如“/dev/rtc 2”。它也没有消耗额外的功率。
在Windows上,您可以创建一个用户模式驱动程序来完成相同的任务。或者,QueryPerformanceCounter()是高分辨率计时器,建议您使用它而不是“rdtsc”汇编指令。