c++ - 当 CPU 负载过大时 pthread_cond_timedwait 超时

Question

在为对象编写单元测试时，我注意到当 CPU 承受大量负载时，pthread_cond_timedwait 不会很快超时。如果这些负载没有放在 CPU 上，一切正常。然而，当系统加载时，我发现无论我将超时设置为多长时间，真正的延迟都会减少大约 50-100 毫秒。

例如，这是程序单个间隔的打印输出，其中最后时间和当前时间是使用函数 GetTimeInMs 找到的。

// Printout, values are in ms
Last: 89799240
Current: 89799440
Period Length: 200
Expected Period: 100

据我所知，这个问题通常是由使用相对时间而不是绝对时间引起的，但据我所知，我们正确使用了绝对时间。如果你们这些很棒的人可以帮助我找出这里做错了什么，我将不胜感激。

此处显示了使用 timedwait 的函数。请注意，基于我所做的定时调试，我知道生成的额外时间是通过 timedwait 调用完成的，因此我没有包含其他不必要的代码。

bool func(unsigned long long int time = 100) // ms
{
    struct timespec ts;
    pthread_mutex_lock(&m_Mutex);

    if (0 == m_CurrentCount)
    {
       // Current time + delay in ns
       unsigned long long int absnanotime = (GetTimeInMs()+time)*1000000;

       struct timespec ts;
       ts.tv_nsec = absnanotime % 1000000000ULL;
       ts.tv_sec =  absnanotime / 1000000000ULL;

       do
       {
          if (0 != pthread_cond_timedwait(&m_Condition, &m_Mutex, &ts))
          {
             // In the case I am testing, I hope to get here via timeout in 100 ms
             pthread_mutex_unlock(&m_Mutex);
             return false;
          }
       }
       while (!m_CurrentCount);
    }

    pthread_mutex_unlock(&m_Mutex);
    return true;
}

unsigned long long int GetTimeInMs()
{
   unsigned long long int time;
   struct timespec ts;
   clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
   time = ts.tv_nsec + ts.tv_sec * 1000000000ULL; 
   time = time / 1000000ULL; // Converts to ms
   return time;
}

用于初始化func中使用的类变量的代码。

void init()
{
   pthread_mutex_init(&m_Mutex, NULL);
   pthread_condattr_init(&m_Attr);
   pthread_condattr_setclock(&m_Attr, CLOCK_MONOTONIC);
   pthread_cond_init(&m_Condition, &m_Attr);
}

模拟 CPU 负载的 CPU eater 线程正在运行以下 while 循环。

void cpuEatingThread()
{
    while (false == m_ShutdownRequested);
    {
      // m_UselessFoo is of type float*
      m_UselessFoo = new float(1.23423525);
      delete m_UselessFoo;
    }
}

Answer 1

很可能，当等待超时时，线程在没有任何优先级提升或任何其他此类操作的情况下就绪。如果框已加载，则就绪线程可能不会立即运行。

将临时优先级提升应用到准备好接收信号的线程是很常见的 - 这往往会在信号在超时之前到达的“通常”情况下提高整体性能。超时通常更像是一个“不寻常”事件，通常表示某种不会重复的失败，因此超时准备就绪的线程可以等待轮到他们:)