C++：如何让程序休眠一纳秒？

Question

可能是重复的问题:
如何让程序休眠一纳秒？

我该如何让程序休眠一纳秒？我在互联网上搜索到了几种方式可供使用:

• Sleep()函数只能让程序休眠毫秒级别的时间。
• nanosleep()函数只适用于POSIX系统，而我使用的是Windows。
• 我也尝试过下面这个方法：

int usleep(long usec)
{
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec = usec/1000000L;
    tv.tv_usec = usec%1000000L;
    return select(0, 0, 0, 0, &tv);
};

但是Code::Blocks表示：

obj\Release\main.o:main.cpp|| undefined reference to `select@20'|

我尝试了很多方法，但都失败了。我该怎么办？

- SmRndGuy

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你为什么想要睡这么短的时间？你觉得这对你有意义吗？（考虑到缓存故障、上下文切换和其他无法重现的导致延迟超过纳秒的原因...） - Basile Starynkevitch

执行单个CPU指令所需的时间大约为纳秒级别。您可能需要专用硬件才能实现所需的定时。 - Emile Cormier

我目前正在尝试在进入循环时减少CPU周期。Sleep对此来说太慢了，因此我正在寻找更快的替代方案。 - SmRndGuy

你可以考虑忙等待的替代方案。 - Sam Miller

将-lWSock32添加到链接Winsock。 - Hassen Dhia

Answer 1

使用C++11

#include <chrono>
#include <thread>
...
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::nanoseconds(1));

请注意，实现可能会休眠比给定的时间段更长的时间。

- Stephan Dollberg

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在Windows上，sleep_for函数的分辨率不稳定。例如，在同一台机器上，最小的睡眠时间可能介于2微秒到2毫秒之间。如果你要求1毫秒的睡眠，很可能会看到它睡眠3毫秒等等。 - Shital Shah

@ShitalShah，你有相关的参考资料吗？这是一个标准问题还是实现问题？ - Stephan Dollberg

这是旧的内容，但我在处理使用std::chrono的某些内容时遇到了它。sleep_for绝对不是非常准确的，而且似乎随着睡眠时间的增加而变得更糟。您可以自行验证。以下是我在MSVC 14下测试的结果。 目标：1000 实际：3800 目标：1000000 实际：1066700 目标：16000000 实际：16671100 所有值都以纳秒为单位。“目标”是传递给sleep_for的时间，“实际”是经过的实际时间。 - Underdisc

Answer 2

你还应该注意到调度器，它可能不允许睡眠时间短于一个时间片（大约在4毫秒 - 10毫秒左右，具体取决于你的Windows和机器）。在Windows上无法睡眠少于这个时间长度。这里有一些关于这个问题的（相当久远的）研究。本文建议使用Win32 timeBeginPeriod() 来实现。

- Mare Infinitus

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此外，正确的术语是“量子”（而不是时间片），它是Windows调度程序为线程分配运行时间的量。此外，内核的量子设置并不一定意味着最小的休眠时间，调度程序可能会在不到一个量子的时间内挂起和恢复一个线程（量子不用于强制执行线程空闲时间，而是用于限制线程运行时间）。 - Shaun Wilson