Точность цикла потока и загруженность процессора

@Oleg_IT · Регистрация: 01.09.2009

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Создаю поток со стабилизацией времени цикла

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
    int64_t CycleNS = 100000;
    
    while (ExitT == false)
    {
        StartTim = std::chrono::steady_clock::now();
 
        // .....;
 
 
        boost::this_thread::sleep_for(boost::chrono::microseconds(
                                          CycleNS - Duration(std::chrono::steady_clock::now() - StartTim).count()));
//        while (CycleNS - Duration(std::chrono::steady_clock::now() - StartTim).count() > 0 ){}
    }

В данной ситуации стабилизация цикла плохая, время цикла «прыгает» 100-110, иногда и 120 мс, но при этом загруженность процессора низкая ~0%. Если стабилизацию сделать на while, то будет наоборот, стабилизация очень хорошая и загрузка процессора >30%. Есть возможность совместить хорошую стабилизацию цикла и низкую загрузку процессора?

@Aledveu · 21.02.2024, 10:09

у вас ОС реального времени? скорее всего нет. так что вы можете добиться чего-то подходящего на вашем конкретном компьютере/ОС но на других компах/ОС будет другая ситуация.
ещё неизвестно как поведёт ваш цикл когда комп будет выполнять ещё какую-нибудь программу помимо вашей.

ну и неплохо былобы написать зачем такое надо - особенно на какую стабильность вы расчитываете

@Oleg_IT · 21.02.2024, 10:33 **[ТС]**

ОС-ы обычные Windows (разработка, тестирование...), Linux встроенная, штатная работа. Поток будет работать на отдельном ядре и общаться с аппаратурой.

@Aledveu · 21.02.2024, 11:53

Вот из-за того что на обычной ОС нельзя добиться стабильных задержек приходится делать дополнительные контроллеры - которые получают от компа некоторый минимальный объём информации чтобы они могли проработать пару секунд сами без участия компьютера, поскольку комп не сможет быстро отреагировать и выдать упавляющий сигнал.

Раз уш вы не хотите рассказывать что за аппаратура, какие требования по задержкам - период, джиттер и пр. Критичность задержек, как выдаётся управляющий сигнал - есть ли промежуточный драйвер который может решить что надо подсобрать данные и попозже отправить из пакетом и куча другой инфы. То ответы тоже будут очень пространными и обобщёнными.

Не забывает также что разрабатываете вы на современном компе - с хорошим быстродействием, а работать софт будет на самом слабом железе )))

@gray_fox · 17.04.2024, 01:59

Знаю, что тема немного старая, но я бы посоветовал вместо sleep_for использовать sleep_until с расчётом времени "просыпания" от начала первой итерации.

Момент следующего срабатывания при этом можно получить примерно так: next_activation = start + ((now() - start) / period + 1) * period.

Использование sleep_until вместо sleep_for позволит не спать дольше в случае, если поток может быть вытеснен ОС и он будет вытеснен после вычисления таймаута для sleep_for, но до самого sleepа.

Расчёт следующей активации от начала первого цикла нивелирует дрифт в периоде, если это важно.

Так же, если решите использовать sleep_until, то стоит посмотреть реализацию. Не знаю на счёт boost, но реализация из libstdc++, например, может использовать системное время для steady_clock.

Если можно использовать непереносимое API, то в Linux есть clock_nanosleep c CLOCK_MONOTONIC и TIMER_ABSTIME, или таймеры timerfd.

@Oleg_IT · 17.04.2024, 08:40 **[ТС]**

Спасибо, протестирую Ваши варианты.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Модульная разработка через nuget packages DevAlt 07.03.2026 Сложившийся в . Net-среде способ разработки чаще всего предполагает монорепозиторий в котором находятся все исходники. При создании нового решения, мы просто добавляем нужные проекты и имеем. . .	Модульный подход на примере F# DevAlt 06.03.2026 В блоге дяди Боба наткнулся на такое определение: В этой книге («Подход, основанный на вариантах использования») Ивар утверждает, что архитектура программного обеспечения — это структуры,. . .	Управление камерой с помощью скрипта OrbitControls.js на Three.js: Вращение, зум и панорамирование 8Observer8 05.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере работает на Desktop и мобильных браузерах. Итоговый код: orbit-controls-threejs-js. zip. Сканируйте QR-код на мобильном. Вращайте камеру одним пальцем,. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Синхронизация спрайтов SDL3 и тел Box2D 8Observer8 04.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере. Итоговый код: finish-sync-physics-sprites-sdl3-c. zip На первой гифке отладочные линии отключены, а на второй включены:. . .
SDL3 для Web (WebAssembly): Идентификация объектов на Box2D v3 - использование userData и событий коллизий 8Observer8 02.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере. Итоговый код: finish-collision-events-sdl3-c. zip Сканируйте QR-код на мобильном и вы увидите, что появится джойстик для управления главным героем. . . .	Реалии Hrethgir 01.03.2026 Нет, я не закончил до сих пор симулятор. Эта задача сложнее. Не получилось уйти в плавсостав, но оно и к лучшему, возможно. Точнее получалось - но сварщиком в палубную команду, а это значит, в моём. . .	Ритм жизни kumehtar 27.02.2026 Иногда приходится жить в ритме, где дел становится всё больше, а вовлечения в происходящее — всё меньше. Плотный график не даёт вниманию закрепиться ни на одном событии. Утро начинается с быстрых,. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Сборка библиотек: SDL3, Box2D, FreeType, SDL3_ttf, SDL3_mixer и SDL3_image из исходников с помощью CMake и Emscripten 8Observer8 27.02.2026 Недавно вышла версия 3. 4. 2 библиотеки SDL3. На странице официальной релиза доступны исходники, готовые DLL (для x86, x64, arm64), а также библиотеки для разработки под Android, MinGW и Visual Studio. . . .

@Aledveu 267 / 199 / 30 Регистрация: 26.11.2022 Сообщений: 866
	21.02.2024, 10:09
	у вас ОС реального времени? скорее всего нет. так что вы можете добиться чего-то подходящего на вашем конкретном компьютере/ОС но на других компах/ОС будет другая ситуация. ещё неизвестно как поведёт ваш цикл когда комп будет выполнять ещё какую-нибудь программу помимо вашей. ну и неплохо былобы написать зачем такое надо - особенно на какую стабильность вы расчитываете 0

@Oleg_IT 1 / 1 / 0 Регистрация: 01.09.2009 Сообщений: 159
	21.02.2024, 10:33 [ТС]
	ОС-ы обычные Windows (разработка, тестирование...), Linux встроенная, штатная работа. Поток будет работать на отдельном ядре и общаться с аппаратурой. 0

@Aledveu 267 / 199 / 30 Регистрация: 26.11.2022 Сообщений: 866
	21.02.2024, 11:53
	Вот из-за того что на обычной ОС нельзя добиться стабильных задержек приходится делать дополнительные контроллеры - которые получают от компа некоторый минимальный объём информации чтобы они могли проработать пару секунд сами без участия компьютера, поскольку комп не сможет быстро отреагировать и выдать упавляющий сигнал. Раз уш вы не хотите рассказывать что за аппаратура, какие требования по задержкам - период, джиттер и пр. Критичность задержек, как выдаётся управляющий сигнал - есть ли промежуточный драйвер который может решить что надо подсобрать данные и попозже отправить из пакетом и куча другой инфы. То ответы тоже будут очень пространными и обобщёнными. Не забывает также что разрабатываете вы на современном компе - с хорошим быстродействием, а работать софт будет на самом слабом железе ))) 0

@gray_fox What a waste! 1610 / 1302 / 180 Регистрация: 21.04.2012 Сообщений: 2,733
	17.04.2024, 01:59
	Знаю, что тема немного старая, но я бы посоветовал вместо `sleep_for` использовать `sleep_until` с расчётом времени "просыпания" от начала первой итерации. Момент следующего срабатывания при этом можно получить примерно так: `next_activation = start + ((now() - start) / period + 1) * period`. Использование `sleep_until` вместо `sleep_for` позволит не спать дольше в случае, если поток может быть вытеснен ОС и он будет вытеснен после вычисления таймаута для `sleep_for`, но до самого `sleep`а. Расчёт следующей активации от начала первого цикла нивелирует дрифт в периоде, если это важно. Так же, если решите использовать `sleep_until`, то стоит посмотреть реализацию. Не знаю на счёт `boost`, но реализация из `libstdc++`, например, может использовать системное время для `steady_clock`. Если можно использовать непереносимое API, то в Linux есть `clock_nanosleep` c `CLOCK_MONOTONIC` и `TIMER_ABSTIME`, или таймеры `timerfd`. 1

@Oleg_IT 1 / 1 / 0 Регистрация: 01.09.2009 Сообщений: 159
	17.04.2024, 08:40 [ТС]
	Спасибо, протестирую Ваши варианты. 0