C ++可以在“每” 100微秒内准确地执行操作，而不会暂停

Question

我编写了一个程序，需要一个循环定期循环100微秒。 我发现定期在固定时间内循环播放。 但是当循环时间设置得太小时，我发现了一个问题。

以下演示代码（不完整的代码）用于：

1. 每100微秒增加一次count 。
2. 每1秒钟显示一次count 。

预期结果显示每秒大约10000。

但是结果显示大约是四千秒 。

void f2(int input)
{
    auto start = std::chrono::system_clock::now();
    auto displayStart = std::chrono::system_clock::now();
    while(true){    //keep looping quickly
      auto now = std::chrono::system_clock::now();
      auto interval = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(now - start);
      if ( interval.count() > input){   //if 100 microsecond do
            count++;
            start = std::chrono::system_clock::now();
      }

      auto displayNow = std::chrono::system_clock::now();
      auto displayInterval = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(displayNow - displayStart);
      if ( displayInterval.count() > 1000000){  //if 1 second do
        std::cout<< "1 second count: "<<count<<std::endl;
        count=0;
        displayStart = std::chrono::system_clock::now();

      }

    }

}

之后， 我认为可能是CPU调度问题 。 我已经检查了程序在每个循环中是否正常工作。 每次迭代大约需要100微秒，这是准确的。 但是当程序/线程暂停并等待CPU重新调度时，可能会发生问题。

例如，让放大该值以便更清楚地说明。 线程暂停了1秒钟。 通常它将增加10000次。 但是现在，对于下一次迭代，它会检查> 100微秒，因此count ++和counter将在经过1秒后重置。 在这种情况下，计数仅增加1。

通过修改以下代码，我可以在一秒钟内完成10000 count++ 。 但是问题是那些10000计数不是在一秒钟内均匀分布的。 因为这只是用于测试的演示程序。 我真正想要的动作是每100微秒准确地执行一次动作 。 但是由于线程的暂停，我仍然找不到解决该问题的解决方案。

void f2(int input)
{
    auto start = std::chrono::system_clock::now();
    auto displayStart = std::chrono::system_clock::now();
    while(true){    //keep looping quickly
      auto now = std::chrono::system_clock::now();
      auto interval = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(now - start);
      if ( interval.count() > input){   //if 100 microsecond do
            for(int i=0;i<interval.count()/input;i++){    //modified part
                count++;
            }
            start = std::chrono::system_clock::now();

      }


      auto displayNow = std::chrono::system_clock::now();
      auto displayInterval = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(displayNow - displayStart);
      if ( displayInterval.count() > 1000000){  //if 1 second do
        std::cout<< "1 second count: "<<count<<std::endl;
        count=0;
        displayStart = std::chrono::system_clock::now();


      }


    }


}

有没有什么办法： 使过程不暂停。 将其保留在CPU中（不太可能），以使演示程序中的计数动作每100微秒起作用一次？

非常感谢你

Answer 1

有N个存储桶，其中N足够大，调度延迟将不会成为问题。

跟踪上一次您的衰减代码运行的时间。

当新数据包“发出”时，根据您的衰减代码的上次运行时间将其放入存储桶（如果小于100毫秒，则存储桶为0，如果小于200毫秒，则存储桶为1等）。

当衰减代码运行时，请在适当衰减所有内容后更新当前值并更新时间戳。

请注意，争用（线程更新和线程衰减）将仍然是一个问题。 您可以在对性能不敏感的代码（例如，衰减代码）中对计数器，原子标志和指针以及忙碌循环进行两次或三次缓冲，从而在某种程度上解决此问题。

或者，代替记录计数，而记录时间戳。 消耗时间戳的缓冲区，在那一点做衰减。 涉及缓冲区大小和多个线程的类似问题仍然存在，但采用类似的解决方案。

或者，在进行计数的代码中进行衰减数学运算。