处理极小的时间增量

Question

好的，这个标题可能含糊不清，但请允许我解释一下。

我正在处理一个大列表，其中包含数百条要作为字节数组发送到 CAN 总线的消息。这些消息中的每一个都有一个 Interval 属性，详细说明了消息必须发送的频率，以毫秒为单位。但我会回到那个。

所以我有一个线程。线程循环遍历这个巨大的消息列表，直到停止，主体大致如下：

Stopwatch timer = new Stopwatch();
sw.Start();
while(!ShouldStop)
{
   foreach(Message msg in list)
   {
      if(msg.IsReadyToSend(timer)) msg.Send();
   }
}

这很有效，在遵守消息对象的间隔方面具有惊人的准确性。但是，它占用了整个 CPU。问题在于，由于消息的数量巨大以及 CAN 总线的性质，通常在线程必须发送另一条消息之前不到半毫秒。永远不会出现线程能够休眠超过 15 毫秒的情况。

我想弄清楚的是，是否有一种方法可以让线程暂时阻塞或让出，从而让处理器休眠并节省一些周期。如果我尝试将工作分成每条消息的线程，我会得到任何准确性吗？还有其他我没有看到的方法吗？

编辑：值得一提的是，Message 的 Interval 属性不是绝对的。只要线程继续发送消息，接收者就应该很高兴，但如果线程由于更高优先级的线程窃取其时间片而定期休眠，例如 25 毫秒，它可能会为接收者发出危险信号。

Answer 1

根据更新后的要求，使用Sleep(0) 的默认设置很有可能就足够了 - 消息可能会以小批量发送，但听起来还可以。使用多媒体定时器可能会使突发不太明显。对消息的接收者建立更多的容忍度可能是更好的方法（如果可能的话）。

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如果您需要具有良好保证的硬毫秒精度 - Windows 上的 C# 不是最佳选择 - 可能需要单独的硬件（甚至是 Adruino），或者至少需要 C# 的更低级别的代码。

Windows 不是 RT 操作系统，因此您无法真正获得亚毫秒级的精度。

如果您需要亚毫秒级的精度，那么您所拥有的繁忙循环（可能在高优先级线程上）是常见的方法。

您可以尝试使用多媒体计时器（示例 - Multimedia timer interrupts in C# (first two interrupts are bad)），也可以将默认时间片更改为 1 毫秒（示例/说明请参见 Why are .NET timers limited to 15 ms resolution?）。

在任何情况下，您都应该意识到，如果要安排其他更高优先级的线程，您的代码可能会失去其时间片，而您的所有努力都将付诸东流。

注意：您显然应该考虑更合理的数据结构是否更合适（即堆或优先级队列可能更好地找到下一项）。

Answer 2

正如您所发现的，在 CPU 上“等待”的最准确方法是轮询 RTC。然而，这是计算密集型的。如果您需要在计时上达到时钟精度，没有其他办法。

但是，在您原来的帖子中，您说时间是 15 毫秒。

在我家里的 3.3GHz 四核 i5 上，15ms x 3.3GHz = 5000 万个时钟周期（如果算上所有内核，则为 2 亿个）。

那是永恒。

对于您的目的而言，宽松的睡眠时间很可能已经足够准确了。

坦率地说，如果您需要 Hard RT，那么在 Windows 内核上的 .net GC 上运行的 .net VM 上的 C# 是错误的选择。