关于各种延时.docx
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关于各种延时.docx
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关于各种延时
关于各种延时
在Linux中,如果是应用层下的一些应用,我们可以:
1〕调用unsignedintsleep(unsignedintsecond);函数去定时,这个时候它是秒级的;头文件为
2〕调用intusleep(useconds_t);函数去定时,这个时候它是微秒级的;头文件为
3〕调用高精度睡眠intnanosleep(conststructtimespec*rep,structtimespec*rem);是一个相比标准UNIX的sleep调用具有更高高精度的版本。
和普通的sleep调用计算整秒数不同,nanosleep承受一个指向一个structtimespec对象的指针作为参数,它可以表示毫微秒〔nanosecond,十亿分之一秒〕的时间。
然而,了解Linux内核的工作细节后可知,nanosleep所提供的真正准确度是10毫秒——比sleep提供的要准确。
这个附加的准确度非常有用,比方说,可以根为反复进展的任务设置更短的间隔。
structtimespec由两局部构成:
tv_sec表示整秒数局部;tv_nsec那么表示毫微秒。
tv_nesc的值必须小于109。
nanosleep相比sleep具有另一个优点。
与sleep一样,nanosleep调用可以被信号中断,这是errno将被设置为EINTR而调用将返回-1。
但是,nanosleep的第二个参数,另一个指向structtimespec对象的指针,如果不为NULL那么在这种情况下它将被写入剩余的时间〔这就是所请求的睡眠时间和实际睡眠时间的差)。
这使重新开场睡眠变的很容易。
头文件
以下是内核中的:
1.udelay();mdelay();ndelay();实现的原理本质上都是忙等待,ndelay和mdelay都是通过udelay衍生出来的,我们使用这些函数的实现往往会碰到编译器的警告implicitdeclarationoffunction'udelay',这往往是由于头文件的使用不当造成的。
在include/asm-?
?
?
/delay.h中定义了udelay〔〕,而在include/linux/delay.h中定义了mdelay和ndelay.udelay一般适用于一个比拟小的delay,如果你填的数大于2000,系统会认为你这个是一个错误的delay函数,因此如果需要2ms以上的delay需要使用mdelay函数。
2.由于这些delay函数本质上都是忙等待,对于长时间的忙等待意味这无谓的消耗着cpu的资源,因此对于毫秒级的延时,内核提供了msleep,ssleep等函数,这些函数将使得调用它的进程睡眠参数指定的时间。
那么,在Windows中呢:
1〕我们很快想到Sleep();头文件
然后再VC++中,找到了一篇不错的文章,转自这里,内容如下:
方法一:
VC中的WM_TIMER消息映射能进展简单的时间控制。
首先调用函数SetTimer()设置定时间隔,如SetTimer(0,200,NULL)即为设置200ms的时间间隔。
然后在应用程序中增加定时响应函数OnTimer(),并在该函数中添加响应的处理语句,用来完成到达定时时间的操作。
这种定时方法非常简单,可以实现一定的定时功能,但其定时功能如同Sleep()函数的延时功能一样,精度非常低,最小计时精度仅为30ms,CPU占用低,且定时器消息在多任务操作系统中的优先级很低,不能得到及时响应,往往不能满足实时控制环境下的应用。
只可以用来实现诸如位图的动态显示等对定时精度要求不高的情况。
如例如工程中的Timer1。
方法二:
VC中使用sleep()函数实现延时,它的单位是ms,如延时2秒,用sleep(2000)。
精度非常低,最小计时精度仅为30ms,用sleep函数的不利处在于延时期间不能处理其他的消息,如果时间太长,就好象死机一样,CPU占用率非常高,只能用于要求不高的延时程序中。
如例如工程中的Timer2。
方法三:
利用COleDateTime类和COleDateTimeSpan类结合WINDOWS的消息处理过程来实现秒级延时。
如例如工程中的Timer3和Timer3_1。
以下是实现2秒的延时代码:
COleDateTimestart_time=COleDateTime:
:
GetCurrentTime();
COleDateTimeSpanend_time=COleDateTime:
:
GetCurrentTime()-start_time;
while(end_time.GetTotalSeconds()<2)//实现延时2秒{
MSGmsg;
GetMessage(&msg,NULL,0,0);
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
//以上四行是实现在延时或定时期间能处理其他的消息,//虽然这样可以降低CPU的占有率,//但降低了延时或定时精度,实际应用中可以去掉。
end_time=COleDateTime:
:
GetCurrentTime()-start_time;
}//这样在延时的时候我们也能够处理其他的消息。
方法四:
在精度要求较高的情况下,VC中可以利用GetTickCount()函数,该函数的返回值是DWORD型,表示以ms为单位的计算机启动后经历的时间间隔。
精度比WM_TIMER消息映射高,在较短的定时中其计时误差为15ms,在较长的定时中其计时误差较低,如果定时时间太长,就好象死机一样,CPU占用率非常高,只能用于要求不高的延时程序中。
如例如工程中的Timer4和Timer4_1。
以下代码可以实现50ms的准确定时:
DWORDdwStart=GetTickCount();
DWORDdwEnd=dwStart;
do
{
dwEnd=GetTickCount()-dwStart;
}while(dwEnd<50);
为使GetTickCount()函数在延时或定时期间能处理其他的消息,可以把代码改为:
DWORDdwStart=GetTickCount();
DWORDdwEnd=dwStart;
do
{
MSGmsg;
GetMessage(&msg,NULL,0,0);
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
dwEnd=GetTickCount()-dwStart;
}while(dwEnd<50);
虽然这样可以降低CPU的占有率,并在延时或定时期间也能处理其他的消息,但降低了延时或定时精度。
方法五:
与GetTickCount()函数类似的多媒体定时器函数DWORDtimeGetTime(void),该函数定时精度为ms级,返回从Windows启动开场经过的毫秒数。
微软公司在其多媒体Windows中提供了准确定时器的底层API持,利用多媒体定时器可以很准确地读出系统的当前时间,并且能在非常准确的时间间隔内完成一个事件、函数或过程的调用。
不同之处在于调用DWORDtimeGetTime(void)函数之前必须将Winmm.lib和Mmsystem.h添加到工程中,否那么在编译时提示DWORDtimeGetTime(void)函数未定义。
由于使用该函数是通过查询的方式进展定时控制的,所以,应该建立定时循环来进展定时事件的控制。
如例如工程中的Timer5和Timer5_1。
方法六:
使用多媒体定时器timeSetEvent()函数,该函数定时精度为ms级。
利用该函数可以实现周期性的函数调用。
如例如工程中的Timer6和Timer6_1。
函数的原型如下:
MMRESULTtimeSetEvent〔UINTuDelay,
UINTuResolution,
LPTIMECALLBACKlpTimeProc,
WORDdwUser,
UINTfuEvent〕该函数设置一个定时回调事件,此事件可以是一个一次性事件或周期性事件。
事件一旦被激活,便调用指定的回调函数,成功后返回事件的标识符代码,否那么返回NULL。
函数的参数说明如下:
uDelay:
以毫秒指定事件的周期。
Uresolution:
以毫秒指定延时的精度,数值越小定时器事件分辨率越高。
缺省值为1ms。
LpTimeProc:
指向一个回调函数。
DwUser:
存放用户提供的回调数据。
FuEvent:
指定定时器事件类型:
TIME_ONESHOT:
uDelay毫秒后只产生一次事件TIME_PERIODIC:
每隔uDelay毫秒周期性地产生事件。
具体应用时,可以通过调用timeSetEvent()函数,将需要周期性执行的任务定义在LpTimeProc回调函数中(如:
定时采样、控制等),从而完成所需处理的事件。
需要注意的是,任务处理的时间不能大于周期间隔时间。
另外,在定时器使用完毕后,应及时调用timeKillEvent()将之释放。
方法七:
对于准确度要求更高的定时操作,那么应该使用QueryPerformanceFrequency()和QueryPerformanceCounter()函数。
这两个函数是VC提供的仅供Windows95及其后续版本使用的准确时间函数,并要求计算机从硬件上支持准确定时器。
如例如工程中的Timer7、Timer7_1、Timer7_2、Timer7_3。
QueryPerformanceFrequency()函数和QueryPerformanceCounter()函数的原型如下:
BOOLQueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER*lpFrequency);
BOOLQueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER*lpCount);
数据类型ARGE_INTEGER既可以是一个8字节长的整型数,也可以是两个4字节长的整型数的联合构造,其具体用法根据编译器是否支持64位而定。
该类型的定义如下:
typedefunion_LARGE_INTEGER
{
struct
{
DWORDLowPart;//4字节整型数LONGHighPart;//4字节整型数};
LONGLONGQuadPart;//8字节整型数}LARGE_INTEGER;
在进展定时之前,先调用QueryPerformanceFrequency()函数获得机器内部定时器的时钟频率,然后在需要严格定时的事件发生之前和发生之后分别调用QueryPerformanceCounter()函数,利用两次获得的计数之差及时钟频率,计算出事件经历的准确时间。
以下代码实现1ms的准确定时:
LARGE_INTEGERlitmp;
LONGLONGQPart1,QPart2;
doubledfMinus,dfFreq,dfTim;
QueryPerformanceFrequency(&litmp);
dfFreq=(double)litmp.QuadPart;//获得计数器的时钟频率QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart1=litmp.QuadPart;//获得初始值do
{
QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart2=litmp.QuadPart;//获得中止值dfMinus=(double)(QPart2-QPart1);
dfTim=dfMinus/dfFreq;//获得对应的时间值,单位为秒}while(dfTim<0.001);
其定时误差不超过1微秒,精度与CPU等机器配置有关。
下面的程序用来测试函数Sleep(100)的准确持续时间:
LARGE_INTEGERlitmp;
LONGLONGQPart1,QPart2;
doubledfMinus,dfFreq,dfTim;
QueryPerformanceFrequency(&litmp);
dfFreq=(double)litmp.QuadPart;//获得计数器的时钟频率QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart1=litmp.QuadPart;//获得初始值Sleep(100);
QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart2=litmp.QuadPart;//获得中止值dfMinus=(double)(QPart2-QPart1);
dfTim=dfMinus/dfFreq;//获得对应的时间值,单位为秒由于Sleep()函数自身的误差,上述程序每次执行的结果都会有微小误差。
以下代码实现1微秒的准确定时:
LARGE_INTEGERlitmp;
LONGLONGQPart1,QPart2;
doubledfMinus,dfFreq,dfTim;
QueryPerformanceFrequency(&litmp);
dfFreq=(double)litmp.QuadPart;//获得计数器的时钟频率QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart1=litmp.QuadPart;//获得初始值do
{
QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart2=litmp.QuadPart;//获得中止值dfMinus=(double)(QPart2-QPart1);
dfTim=dfMinus/dfFreq;//获得对应的时间值,单位为秒}while(dfTim<0.000001);
其定时误差一般不超过0.5微秒,精度与CPU等机器配置有关。
关于短延迟sleepusleepnanosleepselect
Postedon2021-08-2119:
19Prayer阅读(6904)评论(0)编辑收藏引用所属分类:
LINUX/UNIX/AIX
udelay(unsignedlongusecs);
mdelay(unsignedlongmsecs);
前者用软件循环指定的微妙数,后者调用前者到达延迟毫秒级。
udelay函数只能用于获取较短的时间延迟,因为loops_per_second值的精度只有8位,所以,当计算更长的延迟时会积累出相当大的误差。
尽管最大能允许的延迟将近1秒(因为更长的延迟就要溢出),推荐的udelay函数的参数的最大值是取1000微秒(1毫秒)。
延迟大于11毫秒时可以使用函数mdelay。
要特别注意的是udelay是个忙等待函数〔所以mdelay也是〕,在延迟的时间段内无法运行其他的任务,因此要十分小心,尤其是mdelay,除非别无他法,要尽量防止使用。
mdelay在Linux2.0中并不存在,头文件sysdep.h弥补了这一缺陷。
关于usleepsleep主要的差距在准确程度上,不过网友有关于这个方面的精辟论断:
同样我觉得select也是比拟好的定时机制,不过大家可以看igmp-proxy的源代码。
主函数里面用setitimer和select同时定时是一个相当好的想法。
#################################################################
再论准确延时(usleep,nanosleep,select)
/*
make:
gcc-otest_sleeptest_sleep.c
*/
/*#include"m_main.h"*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#definePRINT_USEAGE{\
fprintf(stderr,"\nUsage:
%susec",argv[0]);\
fprintf(stderr,"\n\n");\
}
int
main(intargc,char**argv)
{
unsignedintnTimeTestSec=0;/*sec*/
unsignedintnTimeTest=0;/*usec*/
structtimevaltvBegin;
structtimevaltvNow;
intret=0;
unsignedintnDelay=0;/*usec*/
fd_setrfds;
structtimevaltv;
intfd=1;
inti=0;
structtimespecreq;
unsignedintdelay[20]=
{500000,100000,50000,10000,1000,900,500,100,10,1,0};
intnReduce=0;/*误差*/
#if0
if(argc<2)
{
PRINT_USEAGE;
exit
(1);
}
nDelay=atoi(argv[1]);
#endif
fprintf(stderr,"%18s%12s%12s%12s\n","function","time(usec)","realTime",
"reduce");
fprintf(stderr,
"-------------------------------------------------------------------\n");
for(i=0;i<20;i++)
{
if(delay[i]<=0)
break;
nDelay=delay[i];
/*testusleep*/
gettimeofday(&tvBegin,NULL);
ret=usleep(nDelay);
if(-1==ret)
{
fprintf(stderr,"usleeperror.errno=%d[%s]\n",errno,
strerror(errno));
}
gettimeofday(&tvNow,NULL);
nTimeTest=
(tvNow.tv_sec-tvBegin.tv_sec)*1000000+tvNow.tv_usec-
tvBegin.tv_usec;
nReduce=nTimeTest-nDelay;
fprintf(stderr,"\tusleep%8u%8u%8d\n",nDelay,nTimeTest,nReduce);
/*testnanosleep*/
gettimeofday(&tvBegin,NULL);
req.tv_sec=nDelay/1000000;
req.tv_nsec=(nDelay%1000000)*1000;
ret=nanosleep(&req,NULL);
if(-1==ret)
{
fprintf(stderr,"\tnanosleep%8unotsupport\n",nDelay);
}
else
{
gettimeofday(&tvNow,NULL);
nTimeTest=
(tvNow.tv_sec-tvBegin.tv_sec)*1000000+tvNow.tv_usec-
tvBegin.tv_usec;
nReduce=nTimeTest-nDelay;
fprintf(stderr,"\tnanosleep%8u%8u%8d\n",nDelay,
nTimeTest,nReduce);
}
/*testselect*/
gettimeofday(&tvBegin,NULL);
FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(fd,&rfds);
tv.tv_sec=0;
tv.tv_usec=nDelay;
ret=select(0,NULL,NULL,NULL,&tv);
if(-1==ret)
{
fprintf(stderr,"selecterror.errno=%d[%s]\n",errno,
strerror(errno));
}
gettimeofday(&tvNow,NULL);
nTimeTest=
(tvNow.tv_sec-tvBegin.tv_sec)*1000000+tvNow.tv_usec-
tvBegin.tv_usec;
nReduce=nTimeTest-nDelay;
fprintf(stderr,"\tselect%8u%8u%8d\n",nDelay,nTimeTest,
nReduce);
}
return0;
}
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
测试
IBMAIX3.4单CPU
sleep可以在多线程中使用,只阻塞本线程,不影响所属进程中的其它线程
不支持nanosleep
支持usleep和select以下采用gettimeofday对usleep和select的实际准确情况进展测试分析
functiontime(usec)realTimereduce
-------------------------------------------------------------------
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usleep11918
nanosleep1notsupport
select110
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