稳定的循环时间

Question

我正在尝试执行具有稳定循环时间（例如 20 毫秒）的方法。我目前的方法是使用std::thread 创建一个线程。在这个线程中，我执行以下操作（伪代码）：

while(true)
{
  tStart = GetCurrentTime();
  ExecuteMethod();
  tEnd = GetCurrentTime();

  actualCycleTime = tEnd - tStart;
  SleepFor(DesiredCycleTime - actualCycleTime);
}

对于时间测量和睡眠，我使用std::chrono（std::steady_clock 和std::thread::sleep_for）。

问题是我的循环没有以预期的稳定 20 毫秒运行。相反，我的循环时间在 20 到 60 毫秒之间。我的猜测是这是由 Windows 调度程序引起的。

有没有更好的方法来实现稳定的周期时间（忙等待等）？

Answer 1

您可以使用计时器事件。如果您需要一个非常稳定的时钟，则需要将优先级提高到最大值。此代码将为您提供用户模式应用程序的最佳性能。为了清楚起见，我省略了通常的错误检查，但我已经标记了应该检查的调用。如有疑问，请咨询 MSDN。

Windows 计时器分辨率仅限于 Windows 用于在线程之间切换的全局时间片。在现代 CPU 上，该值通常为 2-5ms。在较旧的 CPU 上，此值为 10-15 毫秒。您可以控制此全局设置 通过调用 timeBeginPeriod()。这会影响中断的精度。

// use this event to exit the loop, by calling SetEvent(hExitEvent).
HANDLE hExitEvent = CreateEvent(NULL, NULL, FALSE, NULL);  

void RealTimeLoop()
{
    // You may want to raise the process priority...
    HANDLE hProcess = GetCurrentProcess();                       // never fails
    SetPriorityClass(hProcess, REALTIME_PRIORITY_CLASS);

    // setting the priority is critical.
    HANDLE hThread = GetCurrentThread();                         // never fails
    SetThreadPriority(hThread, THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL);   // could fail

    timeBeginPeriod(1);                                          // could fail

    HANDLE hTimer = CreateWaitableTimer(NULL, FALSE, NULL);      // could fail

    // could also set a call back here, but I've never tried it.
    LARGE_INTEGER dueTime = {};
    SetWaitableTimer(hTimer, &dueTime, 20, NULL, NULL, FALSE);   // could fail

    HANDLE ah[2] = { hExitEvent, hTimer };
    bool exitLoop = false;

    while(!exitLoop)
    {
        switch (WaitForMultipleObjects(2, ah, FALSE, INFINITE))
        {
            default:  // error would arrive here 
            case 0:  exitLoop = true; break;
            case 1:  ExecuteMethod(); break;
        }
   }
   timeEndPeriod(1);
   CloseHandle(hTimer);
   CloseHandle(hThread);
   CloseHandle(hProcess);
}