C++当循环时，usleep()/sleep(()如何不使用90%的CPU?(Ubuntu 12.04)

Question

假设我有像这样的C++代码

#include "myheaderfiles.h"
//..some stuff
//...some more stuff
int main()
{
   double milliseconds;
   int seconds;
   int minutes;
   int timelimit=2;
   ...
   ...
   //...code here that increments 
   //.....milliseconds,seconds, and minutes
   while(minutes <=timelimit)
   {
      //...do stuff
      if(milliseconds>500)
      {
         //...do stuff 
         //...every half second
      } //end if
   } //end while
}//end main

这个程序运行良好，可以做它应该做的事情，但它会占用我90%以上的cpu。

有人建议我在while循环中每100毫秒左右使用usleep（），因为我真的只在乎每500毫秒做一次。这样，当不需要的时候，它就会占用CPU。

所以我把它添加到while循环中，就像一样

   while(minutes <=timelimit)
   {
      //...do stuff
      if(milliseconds>500)
      {
         //...do stuff 
         //...every half second
      } //end if
      usleep(100000);
   } //end while

它编译得很好，但当我运行它时，程序会挂在usleep上，永远不会返回。我在某个地方读到，在调用usleep之前，需要刷新所有缓冲区，所以我刷新了所有文件流和couts等。仍然没有运气。

我找了两天的解决方案。我也用过sleep（），运气不好。

我找到了一些替代方案，但它们看起来很复杂，会给我的程序添加很多我不完全理解的代码，这会使它复杂化，变得混乱，而且可能不起作用。

我以前从来没有在while（）循环中考虑过太多，因为我写的大多数程序都是针对微控制器或FPGA的，这对占用处理器来说没有问题。

如果有人能帮忙。。。。有资源、链接、书籍吗？谢谢

Answer 1

您的方法有些错误。程序应该消耗90-100%的CPU，只要它有有用的事情要做（否则它应该阻塞，消耗零CPU）
介于两者之间的睡眠会导致执行时间毫无理由地延长，消耗更多的能量，而不仅仅是以尽可能快的速度（以100%的CPU）完成工作，然后完全阻塞，直到有更多的工作可用，或者直到发生其他重要的事情（例如，如果这对你来说很重要的话，半秒钟已经过去）。

考虑到这一点，以一种概念上类似于的方式来构建你的程序

while(blocking_call() != exit_condition)
{
    while(have_work)
        do_work();
}

此外，在执行过程中不要休眠，而是使用计时器（例如setitimer）定期执行某些操作。这样不仅效率更高，而且更加精确可靠。

具体实现方式取决于您希望软件的可移植性。例如，在Ubuntu/Linux下，您可以使用epoll_wait和eventfd等API，而不是为计时器编写信号处理程序。

Answer 2

这段代码对我来说是预期的（不过是在OSX上运行）。

  #include <unistd.h>
  #include <iostream> 
  int main() {
    std::cout << "hello" << std::endl;
    int i = 0;
    while(i < 10) {
      ++i;
      usleep(100000);
      std::cout << "i = " << i << std::endl;                                                                                                                                        
    }
    std::cout << "bye" << std::endl;
    return 0;
  }

Answer 3

是否存在逻辑问题，或者您正在制作多个计数器？既然你说你已经做了微控制器，我想你是在尝试使用时钟周期作为一种计数方法，同时调用系统计时器吗？此外，让我质疑的是，如果建议您使用usleep（x），为什么要使用double表示毫秒？usleep（1）是1微秒==1000毫秒。sleep（x）是每x秒的计数器，因此系统将暂停其当前任务x秒。

#include <iostream>
#include <unistd.h>
using namespace std;
#define MILLISECOND 1000
#define SECOND 1000*MILLISECOND
int main(int argc, char *argv[]){
    int time = 20;
    int sec_counter = 0;
    do{     
        cout<<sec_counter<<" second"<<endl;
        usleep(SECOND);
        sec_counter++;
    } while(sec_counter<time+1);
    return 0;
}

如果你想使用500毫秒，那么用usleep（500*MILLISECOND）代替usleep。我建议您使用调试器并逐步查看代码中发生了什么。