是否适合在c中使用usleep作为Timer答案

【问题标题】：Is it suitable to use usleep as Timer in c是否适合在c中使用usleep作为Timer
【发布时间】：2016-08-09 06:26:52
【问题描述】：

我在 Linux 中做 C 程序。我有一个主线程，它不断更新两个变量的值，其他线程每 20 毫秒将这些变量值写入一个文件。我已经使用 usleep 来实现这个时间间隔。示例代码如下。

 main()
{
 .
 .
 .
 .
 .

 pthread_create(...write_file..);   /* started another thread by passing   a  function write_file */
 while(variable1) 
  {
    updates value of variables 

  }

return 0;
}


void write_file()

{
 .
 .
 .
 .
 fp = fopen("sample.txt" , "a");

 while(variable2)
 {

   fprintf(fp," %d \n", somevariable);

   usleep(20 * 1000);

 }

 fclose(fp);
}

是否适合使用usleep功能达到20毫秒的时间间隔，还是应该使用其他一些方法，如Timer。？这种睡眠是否足够准确？这个睡眠功能会影响主线程吗？

【问题讨论】：

至少您可以使用gettimeofday 或clock_gettime 获取当前时间，并仅在下一个活动缺少的时间睡觉。
C11 标准草案 n1570：5.1.2.4 多线程执行和数据竞争 4 如果其中一个修改了内存位置，而另一个读取或修改了相同的内存位置，则两个表达式计算冲突. 25 如果一个程序在不同线程中包含两个相互冲突的操作，则该程序的执行包含数据竞争，其中至少一个不是原子的，并且两者都不会在另一个之前发生。任何此类数据竞争都会导致未定义的行为。 TL；DR：sleep() 不是同步。

标签： c multithreading timer pthreads

【解决方案1】：

使用sleep() 系列通常会导致不精确的计时，尤其是当进程有许多消耗 CPU 的线程并且所需的间隔相对较小时，例如 20 毫秒。因此，您不应假设 *sleep() 调用会在指定时间完全阻止执行。对于上述情况，实际睡眠持续时间甚至可能比指定的长两倍或更多（假设内核不是实时的）。因此，您应该实现某种补偿逻辑，以调整后续调用的睡眠持续时间。

更精确（但当然不理想）的方法是使用 POSIX 计时器。见timer_create()。最精确的计时器是使用SIGEV_SIGNAL 或SIGEV_THREAD_ID 通知的计时器（后者仅在Linux 系统上）。作为信号编号，您可以使用实时信号之一（SIGRTMIN 到 SIGRTMAX），但请注意 pthread 实现通常在内部使用很少的这些信号，因此您应该谨慎选择实际编号。而且在信号处理程序上下文中做一些事情也需要额外注意，因为不是每个库函数都可以在这里安全地使用。您可以找到安全列表here。

附：另请注意，使用空集调用 select() 是一种以亚秒级精度进行睡眠的相当可移植的方式。

【讨论】：

【解决方案2】：

睡眠：sleep() 和 usleep()

现在，让我从更简单的计时调用开始。对于多秒的延迟，最好的选择可能是使用 sleep()。对于至少几十毫秒的延迟（大约 10 毫秒似乎是最小延迟），usleep() 应该可以工作。这些函数将 CPU 分配给其他进程（“睡眠”），因此不会浪费 CPU 时间。有关详细信息，请参阅手册页 sleep(3) 和 usleep(3)。

对于大约 50 毫秒以下的延迟（取决于您的处理器和机器的速度以及系统负载），放弃 CPU 需要太多时间，因为 Linux 调度程序（对于 x86 架构）通常至少需要大约 10-30 毫秒，然后它将控制权返回给您的进程。因此，在较小的延迟中，usleep(3) 通常延迟比您在参数中指定的量要多一些，至少大约 10 毫秒。

纳米睡眠()

在 2.0.x 系列的 Linux 内核中，有一个新的系统调用 nanosleep()（参见 nanosleep(2) 手册页），它允许您在短时间内（几微秒或更长时间）休眠或延迟)。

对于延迟

busy loop使用udelay()（很多内核驱动使用的内部内核函数），loop的长度是用BogoMips的值来计算的（这种busy loop的速度是BogoMips的东西之一测量准确）。有关其工作原理的详细信息，请参见 /usr/include/asm/delay.h)。

来源：http://tldp.org/HOWTO/IO-Port-Programming-4.html

尝试使用nanosleep() 代替usleep()，20ms 间隔应该更准确。

【讨论】：