高精度睡眠值约为5毫秒

Question

我正在寻找一种解决方案，它可以为小值函数提供最准确的Sleep。我尝试了下面的代码来测试它：

#include <thread>
#include <chrono>
#include <functional>
#include <windows.h>
using ms = std::chrono::milliseconds;
using us = std::chrono::microseconds;
using ns = std::chrono::nanoseconds;
const int total_test = 100;
const int sleep_time = 1;
template <typename F,typename T>
long long sleep_soluion_tester(T desired_sleep_time, F func)
{
long long avg = 0.0;
for (int i = 0; i < total_test; i++)
{
auto before = std::chrono::steady_clock::now();
func(desired_sleep_time);
auto after = std::chrono::steady_clock::now();
avg += std::chrono::duration_cast<T>(after - before).count();
}
return avg / total_test;
};
template <typename F>
ms sleep_soluion_tester(int desired_sleep_time, F func)
{
ms avg = ms(0);
for (int i = 0; i < total_test; i++)
{
auto before = std::chrono::steady_clock::now();
func(desired_sleep_time);
auto after = std::chrono::steady_clock::now();
avg += std::chrono::duration_cast<ms>(after - before);
}
return avg / total_test;
};
int main()
{
auto sleep = [](auto time) {
std::this_thread::sleep_for(time);
};
ms sleep_test1 = static_cast<ms>(sleep_time);
us sleep_test2 = static_cast<us>(sleep_test1);
ns sleep_test3 = static_cast<ns>(sleep_test1);
std::cout << " desired sleep time: " << sleep_time << "msn";
std::cout << " using Sleep(desired sleep time) "<< sleep_soluion_tester(sleep_time, Sleep).count() << "msn";
std::cout << " using this_thread::sleep_for(ms) " << sleep_soluion_tester(sleep_test1,sleep) << "msn";
std::cout << " using this_thread::sleep_for(us) " << sleep_soluion_tester(sleep_test2,sleep) << "msn";
std::cout << " using this_thread::sleep_for(ns) " << sleep_soluion_tester(sleep_test3,sleep) << "msnn";

但似乎没有区别，即使传递的参数是1ms，它们也需要大约15毫秒才能完成。有没有一种方法可以提高睡眠函数的精度(或者一些可以提高精度的实现(？

我知道使用线程睡眠是一种不确定的方法，因为调度程序将决定何时恢复线程，但我想知道是否有任何方法可以提高精度？

Answer 1

好吧，在标准桌面操作系统上，不能保证睡得很短。

此外，你必须处理两个方面：

1. 时间测量：如果测量方法的时间分辨率较低，则在测量时可能会得到完全错误的结果
2. 睡眠功能本身的时间分辨率

然后，在非实时操作系统上，如Windows、MacOS和Linux，也可能发生进程/线程无法及时调度以提前唤醒的情况。如果睡眠时间更短，这种情况就更有可能发生。

因此，在Windows上，您可以使用WIN32 API并调整计时器周期，并将其设置为尽可能低的值：

timeBeginPeriod(1); // set period to 1 ms

在你的任务或程序结束时——根据文件——你必须用结束它

timeEndPeriod(1);

然后您可以使用WIN32睡眠功能：

Sleep(1); // (try to) sleep 1 ms

根据文件：

如果dwMilliseconds小于系统时钟的分辨率，则线程的睡眠时间可能小于指定的时间长度。如果dwMilliseconds大于一个刻度但小于两个刻度，则等待时间可以在一到两个刻度之间，依此类推。有关更多信息，请参阅此处：https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/synchapi/nf-synchapi-sleep

在Linux上，您可以尝试nanosleep，请参阅https://man7.org/linux/man-pages/man2/nanosleep.2.html

对于时间测量，您可以分别在Windows上使用QueryPerformanceCounter函数和在Linux上使用clock_gettime函数。

这一切都不能保证你每次睡觉都能达到1毫秒的分辨率。但timeBeginPeriod是一种尝试，因为根据文档，默认计时器分辨率为15.6毫秒，这与您的测量值完全吻合。设置更高的分辨率，例如1毫秒，可能会对您有所帮助。对于需要"；真实的"；实时保证功能，这是不够的。为此，构建了实时操作系统。