c++ - Boost.Thread 在 1.58 中醒来得太晚

Question

我有一个应用程序需要在某些窗口内工作(在本例中，窗口都相隔 30 秒)。当时间不在一个窗口内时，计算到下一个窗口中间的时间，线程休眠这段时间(以毫秒为单位，使用 boost::this_thread::sleep_for) .

使用 Boost 1.55，我能够以极高的可靠性在我的容忍范围内(+/-100 毫秒)击中窗口。迁移到 Boost 1.58 后，我永远无法打开这些窗口。将 boost::this_thread::sleep_for 替换为 std::this_thread::sleep_for 解决了这个问题；但是，我需要 boost::thread 的可中断特性和 boost::this_thread::sleep_for 提供的中断点。

下面是一些说明该问题的示例代码:

#include <boost/thread.hpp>
#include <boost/chrono.hpp>

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <thread>

void boostThreadFunction ()
{
   std::cout << "Starting Boost thread" << std::endl;
   for (int i = 0; i < 10; ++i)
   {
      auto sleep_time = boost::chrono::milliseconds {29000 + 100 * i};
      auto mark = std::chrono::steady_clock::now ();
      boost::this_thread::sleep_for (sleep_time);
      auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(
         std::chrono::steady_clock::now () - mark);
      std::cout << "Boost thread:" << std::endl;
      std::cout << "\tSupposed to sleep for:\t" << sleep_time.count () 
                << " ms" << std::endl;
      std::cout << "\tActually slept for:\t" << duration.count () 
                << " ms" << std::endl << std::endl;
   }
}

void stdThreadFunction ()
{
   std::cout << "Starting Std thread" << std::endl;
   for (int i = 0; i < 10; ++i)
   {
      auto sleep_time = std::chrono::milliseconds {29000 + 100 * i};
      auto mark = std::chrono::steady_clock::now ();
      std::this_thread::sleep_for (sleep_time);
      auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(
         std::chrono::steady_clock::now () - mark);
      std::cout << "Std thread:" << std::endl;
      std::cout << "\tSupposed to sleep for:\t" << sleep_time.count () 
                << " ms" << std::endl;
      std::cout << "\tActually slept for:\t" << duration.count () 
                << " ms" << std::endl << std::endl;
   }
}

int main ()
{
   boost::thread boost_thread (&boostThreadFunction);
   std::this_thread::sleep_for (std::chrono::seconds (10));
   std::thread std_thread (&stdThreadFunction);
   boost_thread.join ();
   std_thread.join ();
   return 0;
}

这是将 Boost 1.58 作为包含目录引用并在我的工作站(Windows 7 64 位)上运行时的输出:

Starting Boost thread
Starting Std thread
Boost thread:
        Supposed to sleep for:  29000 ms
        Actually slept for:     29690 ms

Std thread:
        Supposed to sleep for:  29000 ms
        Actually slept for:     29009 ms

Boost thread:
        Supposed to sleep for:  29100 ms
        Actually slept for:     29999 ms

Std thread:
        Supposed to sleep for:  29100 ms
        Actually slept for:     29111 ms

Boost thread:
        Supposed to sleep for:  29200 ms
        Actually slept for:     29990 ms

Std thread:
        Supposed to sleep for:  29200 ms
        Actually slept for:     29172 ms

Boost thread:
        Supposed to sleep for:  29300 ms
        Actually slept for:     30005 ms

Std thread:
        Supposed to sleep for:  29300 ms
        Actually slept for:     29339 ms

Boost thread:
        Supposed to sleep for:  29400 ms
        Actually slept for:     30003 ms

Std thread:
        Supposed to sleep for:  29400 ms
        Actually slept for:     29405 ms

Boost thread:
        Supposed to sleep for:  29500 ms
        Actually slept for:     29999 ms

Std thread:
        Supposed to sleep for:  29500 ms
        Actually slept for:     29472 ms

Boost thread:
        Supposed to sleep for:  29600 ms
        Actually slept for:     29999 ms

Std thread:
        Supposed to sleep for:  29600 ms
        Actually slept for:     29645 ms

Boost thread:
        Supposed to sleep for:  29700 ms
        Actually slept for:     29998 ms

Std thread:
        Supposed to sleep for:  29700 ms
        Actually slept for:     29706 ms

Boost thread:
        Supposed to sleep for:  29800 ms
        Actually slept for:     29998 ms

Std thread:
        Supposed to sleep for:  29800 ms
        Actually slept for:     29807 ms

Boost thread:
        Supposed to sleep for:  29900 ms
        Actually slept for:     30014 ms

Std thread:
        Supposed to sleep for:  29900 ms
        Actually slept for:     29915 ms

我希望 std::thread 和 boost::thread 休眠相同的时间；然而，boost::thread 在被要求休眠 29.1 - 29.9 秒时似乎想要休眠 ~30 秒。我是否滥用了 boost::thread 接口(interface)，或者这是自 1.55 以来引入的错误？

Answer 1

我是将上述更改提交给 Boost.Thread 的人。 1.58 中的这一变化是在与 Boost 社区和 Microsoft 协商一段时间后设计的，并且可能会显着改善移动设备的电池生命周期。 C++ 标准不保证任何定时等待实际等待，或等待正确的时间段，或任何接近正确时间段的东西。因此，任何假设定时等待有效或准确的代码都是错误的。 future 的 Microsoft STL 可能会对 Boost.Thread 进行类似的更改，因此 STL 行为将与 Boost.Thread 相同。我可能会补充说，在任何非实时操作系统上，任何定时等待本质上都是不可预测的，可能会比请求的时间晚得多。因此，社区认为此更改有助于揭露 STL 的错误使用。

此更改允许 Windows 有选择地延迟一定时间触发计时器。它实际上可能不会这样做，实际上只是试图延迟常规中断，作为最新版本 Windows 上无滴答内核设计的一部分。即使您指定了数周的容差，因为正确的截止日期总是发送到 Windows，在计时器到期后发生的下一个系统中断将始终触发计时器，因此没有计时器最多会延迟几秒钟。

此更改修复的一个错误是系统 sleep 问题。以前的实现可能会因系统休眠而感到困惑，因为定时等待永远不会醒来(好吧，29 天后他们会)。这个实现正确地处理了系统休眠，希望由系统休眠导致的使用 Boost.Thread 的代码随机挂起现在已成为过去。

最后，我个人认为定时等待在STL中需要一个硬/软保证。然而，这是一个相当大的变化。即使实现了，除了在硬实时操作系统上，定时等待的困难也只能是尽力而为。这就是为什么它们首先被排除在 C++ 标准之外，因为 C++ 11 在移动设备功耗被认为重要到足以修改 API 之前就已经完成。

尼尔