std :: this_thread :: sleep_for（）和纳秒

Question

如果我并排放两个电话来确定最小的可测量持续时间：

// g++ -std=c++11 -O3 -Wall test.cpp
#include <chrono>
typedef std::chrono::high_resolution_clock hrc;

hrc::time_point start = hrc::now();
hrc::time_point end   = hrc::now();
std::chrono::nanoseconds duration = end - start;
std::cout << "duration: " << duration.count() << " ns" << std::endl;

我已经在循环中运行了数千次，并且在我特定的3.40GHz桌面上我一直得到40 ns +/- 2 ns。

但是，当我想看看我能睡到的最短时间时：

#include <thread>

hrc::time_point start = hrc::now();
std::this_thread::sleep_for( std::chrono::nanoseconds(1) );
hrc::time_point end   = hrc::now();
std::chrono::nanoseconds duration = end - start;
std::cout << "slept for: " << duration.count() << " ns" << std::endl;

这告诉我，我平均睡眠55400纳秒，或55.4微秒。远远超过我的预期。

把上面的代码放到for()循环中，我试着睡不同的数量，这就是结果：

• sleep_for（4000 ns）=>睡眠58000 ns
• sleep_for（3000 ns）=>睡眠57000 ns
• sleep_for（2000 ns）=>睡眠时间为56000 ns
• sleep_for（1000 ns）=>睡眠55000 ns
• sleep_for（0 ns）=>睡眠54000 ns
• sleep_for（-1000 ns）=>睡眠时间为313 ns
• sleep_for（-2000 ns）=>睡眠时间为203 ns
• sleep_for（-3000 ns）=>睡眠时间为215 ns
• sleep_for（-4000 ns）=>睡眠时间为221 ns

我有一些问题：

• 有什么可以解释这些数字？
• 为什么在负时间内睡眠会返回200+ ns，而睡眠时间为0+纳秒会导致50,000+纳秒？
• 负数作为睡眠时间是记录/支持的功能，还是我不小心偶然发现了一些我不能依赖的奇怪错误？
• 是否有更好的C ++睡眠调用可以让我更加一致/可预测的睡眠时间？

Answer 1

有什么可以解释这些数字？

有一个非常明显的模式，你的所有结果都比你要求睡觉的时间长54000ns。如果你看看GCC的this_thread::sleep_for()是如何在GNU / Linux上实现的，你会看到它只使用nanospleep，正如Cubbi的评论所说，调用该函数可能需要大约50000ns。我猜一些成本就是进行系统调用，因此从用户空间切换到内核并返回。

为什么在负时间内睡眠会返回200+ ns，而睡眠时间为0+纳秒会导致50,000+纳秒？

猜测我会说C库会检查负数并且不会进行系统调用。

负数作为睡眠时间是记录/支持的功能，还是我不小心偶然发现了一些我不能依赖的奇怪错误？

标准不禁止传递否定参数，因此允许它，并且函数应该“立即”返回，因为相对超时指定的时间已经过去了。你不能依赖负参数返回比非负参数更快，这是你特定实现的一个人工制品。

是否有更好的C ++睡眠调用可以让我更加一致/可预测的睡眠时间？

我不这么认为 - 如果我知道一个，那么我们将在GCC中使用它来实现this_thread::sleep_for()。

编辑：在更新版本的GCC的libstdc ++中我添加了：

if (__rtime <= __rtime.zero())
  return;

因此，当请求零或负持续时间时，将不会有系统调用。

Answer 2

在struct task_struct中的内核init / init_task.c中定义了init_task的param

.timer_slack_ns = 50000, /* 50 usec default slack */

它添加到hrtimer_nanosleep（）内核函数中的非RT进程中，以减少计时器的hardirqs次数。