c++ - 使用 usleep 控制循环时间

Question

我尝试通过 usleep 确保每个循环的执行时间为 10ms，但有时会超过 10ms。

我不知道如何解决这个问题，使用 usleep 和 gettimeofday 是否合适这个案例？

请帮我找出我错过了什么。

Result: 0.0127289 0.0136499 0.0151598 0.0114031 0.014801

double tvsecf(){
     struct timeval tv;
     double asec;

     gettimeofday(&tv,NULL);
     asec = tv.tv_usec;
     asec /= 1e6;
     asec += tv.tv_sec;

     return asec;
}
int main(){
    double t1 ,t2;
    t1 = tvsecf();
    for(;;){
        t2= tvsecf();
        if(t2-t1 >= 0.01){
            if(t2-t1 >= 0.011)
                cout << t2-t1 <<endl;
            t1 = tvsecf();
        }
        usleep(100);
    }
}

Answer 1

为了防止循环开销(通常是未知的)不断累积错误，您可以 until point 而不是 for 一个时间 duration。使用 C++ 的 <chrono>和 <thread>库，这非常简单:

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

int
main()
{
    using namespace std;
    using namespace std::chrono;
    auto t0 = steady_clock::now() + 10ms;
    for (;;)
    {
        this_thread::sleep_until(t0);
        t0 += 10ms;
    }
}

可以通过多次调用 steady_clock::now() 来修饰它为了确定迭代之间的时间，也许更重要的是，平均迭代时间:

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

int
main()
{
    using namespace std;
    using namespace std::chrono;
    using dsec = duration<double>;
    auto t0 = steady_clock::now() + 10ms;
    auto t1 = steady_clock::now();
    auto t2 = t1;
    constexpr auto N = 1000;
    dsec avg{0};
    for (auto i = 0; i < N; ++i)
    {
        this_thread::sleep_until(t0);
        t0 += 10ms;
        t2 = steady_clock::now();
        dsec delta = t2-t1;
        std::cout << delta.count() << "s\n";
        avg += delta;
        t1 = t2;
    }
    avg /= N;
    cout << "avg = " << avg.count() << "s\n";
}

上面我通过在循环中做更多的事情增加了循环开销。然而，循环仍然大约每 10 毫秒唤醒一次。有时操作系统会延迟唤醒线程，但下次循环会自动将自身调整为更短的休眠时间。因此平均迭代率自校正到 10ms。

在我的机器上这只是输出:

...
0.0102046s
0.0128338s
0.00700504s
0.0116826s
0.00785826s
0.0107023s
0.00912614s
0.0104725s
0.010489s
0.0112545s
0.00906409s
avg = 0.0100014s