c++ - std::thread 没有按预期立即启动 (c++11)

Question

我的 main.cpp

中有以下代码

std::thread t1(&AgentsSourcesManager::Run, &sim.GetAgentSrcManager());
doSomething(); // in the main Thread
t1.join();

我期待 t1 立即开始并沿着主线程开始。然而，这种情况并非如此。我测量程序的执行时间，重复 100 次并绘制一些图。

见下图中的峰。

现在，如果我在创建 t1 后稍等片刻

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));

我得到了更好的结果。见下图。

(仍然有一个高峰，但是很好..)

显然我的问题是:

• 为什么是峰值？
• 为什么我没有直线？

编辑

好的，根据我现在理解的评论，可能有一些调度程序魔法在发生。

这是一个工作示例

#include <thread>
#include <chrono>
#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <functional>
int main() {
     float x = 0;     float y = 0;
     std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> start, stop;

    start= std::chrono::system_clock::now();
    auto Thread = std::thread([](){std::cout<<"Excuting  thread"<<std::endl;});
    stop = std::chrono::system_clock::now();

    for(int i = 0 ; i<10000 ; i++)
         y += x*x*x*x*x;

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
    Thread.join();

     std::chrono::duration<double> elapsed_time = stop - start;
     std::cout << "Taken time: " << std::to_string(elapsed_time.count()) << "  "<< std::endl;
    return 0;
}

编译:

g++-7 -lpthread  threads.cpp -o out2.out

我使用这段代码进行分析

import subprocess
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

RUNS = 1000
factor = 1000
times = []
for i in range(RUNS):
    p = subprocess.run(["./out2.out"], stdout=subprocess.PIPE)
    line = p.stdout
    times.append(float(line.split()[-1]))
    print(i, RUNS)


times = np.array(times)  * factor
plt.plot(times, "-")
plt.ylabel("time * %d" % factor)
plt.xlabel("#runs")
plt.title("mean %.3f (+- %.3f), min = %.3f, max = %.3f" %
          (np.mean(times), np.std(times), np.min(times), np.max(times)))

plt.savefig("log2.png")

结果

我想我最好问一下:我怎样才能减少这种延迟并告诉我的操作系统，这个线程对我来说真的很重要，应该有更高的优先级？

Answer 1

您在这里衡量的不是您认为要衡量的东西:

start= std::chrono::system_clock::now();
auto Thread = std::thread([](){std::cout<<"Excuting  thread"<<std::endl;});
stop = std::chrono::system_clock::now();

stop 时间戳只为您提供了 main 生成该线程所需时间的上限，它实际上告诉您什么该线程何时开始执行任何实际工作(为此您需要在线程内获取时间戳)。

此外，system_clock 并不是大多数平台上进行此类测量的最佳时钟，您应该默认使用 steady_clock，如果出现以下情况，请使用 high_resolution_clock那个不能给你足够的精度(但请注意，你必须自己处理那个时钟的非单调性质，这很容易弄乱你获得的精度)。

正如评论中已经提到的那样，生成一个新线程(并因此也构建一个新的 std::thread)是一项非常复杂且耗时的操作。如果您需要高响应度，您要做的是在程序启动期间生成几个线程，然后让它们等待 std::condition_variable，一旦为它们工作就会收到信号变得可用。这样你就可以确定在一个空闲的系统上，一个线程会很快开始处理分配给他的工作(立即在大多数系统上是不可能的，因为操作系统是如何调度线程的，但延迟应该远低于一毫秒)。