pthread_cond_timedwait在 CPU 上施加大负载时超时较晚

Question

在为对象编写单元测试时，我注意到当 CPU 上施加大量负载时，pthread_cond_timedwait不会很快超时。如果这些负载没有放在 CPU 上，一切正常。然而，当系统加载时，我发现无论我设置超时的时间长短，真正的延迟都会偏离大约 50-100 毫秒。

例如，这里是程序单个间隔的打印输出，其中使用函数 GetTimeInMs 找到上次和当前时间。

// Printout, values are in ms
Last: 89799240
Current: 89799440
Period Length: 200
Expected Period: 100

从我所读到的所有内容来看，这个问题通常是由使用相对时间而不是绝对时间引起的，但据我所知，我们正确地使用了绝对时间。如果你们这些优秀的人能帮助我弄清楚这里做错了什么，我将不胜感激。

此处显示了利用 timedwait 的函数。请注意，根据我所做的计时调试，我知道生成的额外时间是通过 timedwait 调用完成的，因此我没有包含其他不必要的代码。

bool func(unsigned long long int time = 100) // ms
{
struct timespec ts;
pthread_mutex_lock(&m_Mutex);
if (0 == m_CurrentCount)
{
// Current time + delay in ns
unsigned long long int absnanotime = (GetTimeInMs()+time)*1000000;
struct timespec ts;
ts.tv_nsec = absnanotime % 1000000000ULL;
ts.tv_sec =  absnanotime / 1000000000ULL;
do
{
if (0 != pthread_cond_timedwait(&m_Condition, &m_Mutex, &ts))
{
// In the case I am testing, I hope to get here via timeout in 100 ms
pthread_mutex_unlock(&m_Mutex);
return false;
}
}
while (!m_CurrentCount);
}
pthread_mutex_unlock(&m_Mutex);
return true;
}
unsigned long long int GetTimeInMs()
{
unsigned long long int time;
struct timespec ts;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
time = ts.tv_nsec + ts.tv_sec * 1000000000ULL; 
time = time / 1000000ULL; // Converts to ms
return time;
}

用于初始化 func 中使用的类变量的代码。

void init()
{
pthread_mutex_init(&m_Mutex, NULL);
pthread_condattr_init(&m_Attr);
pthread_condattr_setclock(&m_Attr, CLOCK_MONOTONIC);
pthread_cond_init(&m_Condition, &m_Attr);
}

模拟 CPU 负载的 CPU 消耗器线程正在运行以下 while 循环。

void cpuEatingThread()
{
while (false == m_ShutdownRequested);
{
// m_UselessFoo is of type float*
m_UselessFoo = new float(1.23423525);
delete m_UselessFoo;
}
}

Answer 1

很可能，当等待超时时，线程将准备就绪，而无需任何优先级提升或任何其他此类操作。如果盒子已加载，则就绪线程可能不会立即运行。

通常对信号就绪的线程应用临时优先级提升 - 这往往会在信号在超时之前到达的"通常"情况下提高整体性能。 超时通常更像是一个"不寻常"的事件，通常表示某种不会重复的故障，因此在超时时准备就绪的线程可以等待轮到他们：)

Answer 2

对于一般的定时等待，要求是它们至少等待与参数一样长的时间。如果您想要精确的时间，这不是正确的工具;您需要一些保证特定时间的东西，而这些东西通常仅在实时操作系统 (RTOS) 中可用。