如何使一个线程休眠/阻塞纳秒（或至少毫秒）？

Question

如何使一个线程休眠/阻塞纳秒（或至少毫秒）？

clinuxpthreadssleep

12

如何在纳秒或毫秒级别上阻塞线程（或进程）？

请注意，无法使用sleep函数，因为其参数单位始终为秒。

- RajSanpui

2

你能解释一下为什么你需要这么细粒度的等待吗？ - Jeff Foster

实现用户定义计时器的方法。 - RajSanpui

请查看 Stack Overflow 问题 *Timer function to provide time in nano seconds using C++*。 - dubnde

1

纳秒或毫秒，纳秒相当于大约2-3个CPU周期（假设为2-3 GHz），因此大约需要一到两个机器指令。nano/milli = 1/1,000,000，您应该确定您需要哪一个。 - Damon

呃，仅调用和从计时器函数返回会花费两打到500纳秒的时间（如果存在缓存和/或TLB未命中）。就目前而言，更好不一定意味着更好，因为更好并不意味着更精确。操作系统提供的等待/超时函数（参见R...的答案）是您可以合理获得的最佳选择。任何比这更细致的都是愚蠢的。 - Damon

可能是重复的问题，与 Timer function to provide time in nano seconds using C++ 相似。 - Peter Mortensen

7个回答

7

一种相对便携的方法是使用select()或pselect()而不使用文件描述符：

void sleep(unsigned long nsec) {
    struct timespec delay = { nsec / 1000000000, nsec % 1000000000 };
    pselect(0, NULL, NULL, NULL, &delay, NULL);
}

- Maxim Egorushkin

任何具有 pselect 的系统几乎肯定也具有 nanosleep。它们都是由 POSIX 发明的，并且同时添加，我想是这样的。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

这是一个不错的代码，但是我们的CE-Linux支持nanosleep，然而为了清晰和未来的实现，你的代码很有用。谢谢。 - RajSanpui

这段代码不能直接编译。 - LotoLo

@LotoLo 添加了 struct，没有注意到它有 C 标签。 - Maxim Egorushkin

你也可以添加 ppoll()，它是在很久以前就有的 pselect()（我想应该还有 nanosleep()）。 - Alexis Wilke

3

使用任何pthread的sleep变体，行为都不能保证。所有线程也可以休眠，因为内核不知道不同的线程。因此，需要一个解决方案，由pthread库处理而不是内核。

更安全和更清洁的解决方案是使用pthread_cond_timedwait...

pthread_mutex_t fakeMutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t fakeCond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

void mywait(int timeInSec)
{
struct timespec timeToWait;
struct timeval now;
int rt;

gettimeofday(&now,NULL);

timeToWait.tv_sec = now.tv_sec + timeInSec;
timeToWait.tv_nsec = now.tv_usec*1000;

pthread_mutex_lock(&fakeMutex);
rt = pthread_cond_timedwait(&fakeCond, &fakeMutex, &timeToWait);
pthread_mutex_unlock(&fakeMutex);
printf("\nDone\n");
}

void* fun(void* arg)
{
printf("\nIn thread\n");
mywait(5);
}

int main()
{
pthread_t thread;
void *ret;

pthread_create(&thread, NULL, fun, NULL);
pthread_join(thread,&ret);
}

对于 pthread_cond_timedwait，您需要指定从当前时间开始等待多长时间。

现在通过使用 mywait() 函数只有调用它的线程会睡眠，而不会影响其他 pthreads。

- Furquan

内核非常了解线程，从内核的角度来看，它们只是共享内存和一些其他状态的独立进程。 - Douglas Leeder

这个答案的信息是错误的。sleep及其变体是针对调用线程而不是进程的。然而，使用pthread_cond_wait而不是睡眠函数的想法可能是一个非常好的想法，特别是如果微小的睡眠是为了轮询某些条件。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

@道格拉斯: 如果我没有记错的话，内核不知道用户级线程。这就是为什么，当一个用户级线程进行阻塞系统调用时，所有用户级线程都会被阻塞的原因。但对于内核级线程来说，情况并非如此。 - RajSanpui

@kingmasher1：你说得对。内核只知道内核线程的信息，它没有关于用户级线程的信息，因此出现了问题。 - Furquan

3

尝试使用usleep()。是的，这不会给你纳秒级精度，但微秒也可以工作 => 毫秒也可以。

- Mihran Hovsepyan

有什么方法可以阻塞纳秒级别的时间？假设用户给出等待时间为：2.0000045，这将失败。 - RajSanpui

即使unix系统或其他系统支持纳秒，它也受到CPU速度的限制。让我们看看为什么。考虑一个2.5 GHz的处理器，在一秒钟内，它可以执行约10^8个处理器命令，这意味着每微秒约100个操作=>在该处理器上可以处理这种粒度，但是每纳秒0.1个操作=> 即使有这样的粒度支持，处理器也无法正确地测量时间。 - Mihran Hovsepyan

3

usleep函数在POSIX 2003标准中被废弃，且在2008年被移除。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

3

nanosleep可以让你指定睡眠的精度，最小单位可以到纳秒级别。但是由于内核/CPU的限制，实际的睡眠分辨率可能会更大。

- Douglas Leeder

1

在高端机器上，它可以以亚微秒的分辨率真正地休眠（虽然不会更小，但最短的休眠时间可能是500-900纳秒）。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

2

由于通常Linux发行版不是（硬）实时操作系统，因此在一般的Linux操作系统上实现精确的纳秒分辨率将是不可能的。如果您确实需要对时间进行精细控制，请考虑使用这样的操作系统。

维基百科在这里列出了一些实时操作系统：http://en.wikipedia.org/wiki/RTOS（请注意，它没有说明它们是软实时还是硬实时，因此您需要进行一些研究）。

- AVH

我们没有使用市场上可用的商业Linux操作系统。我们使用自己的发行版。 - RajSanpui

1

在具有多个硬件定时器访问权限的嵌入式系统中，为您的纳秒或微秒等待创建高速时钟。创建一个宏来启用和禁用它，并在定时器中断服务例程中处理您的高分辨率处理。

如果浪费功率和忙等不是问题，请执行一些无操作指令-但请验证编译器不会优化您的无操作指令。尝试使用易失性类型。

- user563205

延迟循环在现代高性能CPU（包括手机）上除了“等待至少几十纳秒”之外，无法用于其他任何用途，但可能会根据CPU频率处于空闲状态与最大睿频而增加5倍到10倍的时间。此外，NOP对延迟的贡献不是线性的，除非您在循环中使用足够多的NOP来使其在前端而不是后端1个时钟周期内取得瓶颈效应。另请参见如何在x86 Linux上计算汇编延迟循环的时间？以获取RDTSC截止期限自旋等待循环的信息。 - Peter Cordes

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- R.. GitHub STOP HELPING ICE · Accepted Answer

nanosleep或clock_nanosleep是您应该使用的函数（后者允许您指定绝对时间而不是相对时间，并使用单调时钟或其他时钟，而不仅仅是实时时钟，如果运营商重置它可能会倒退）。

然而，请注意，就分辨率而言，您很少能获得比几微秒更好的效果，而且它总是将休眠持续时间向上舍入，而不是向下舍入。（无论如何，向下舍入通常都是不可能的，因为在大多数机器上，进入和退出内核空间需要超过一微秒的时间。）

此外，如果可能，建议使用阻塞等待事件而不是睡眠一小段时间然后进行轮询的调用。例如，pthread_cond_wait、pthread_cond_timedwait、sem_wait、sem_timedwait、select、read等，这取决于您的线程执行的任务以及它如何与其他线程同步和/或与外部世界通信。