C 中的 usleep() 是不是实现为忙等待？

Posted 2023-02-19

【中文标题】C 中的 usleep() 是不是实现为忙等待？

【英文标题】：Is usleep() in C implemented as busy wait?C 中的 usleep() 是否实现为忙等待？

【发布时间】：2011-12-30 16:38:03

【问题描述】：

我正在使用pthreads 构建一个多线程应用程序，并且需要一个线程来定期检查一些东西。在此线程之间的时间不应使用任何 CPU。 usleep() 可以做到这一点吗？ usleep() 不忙吗？还是有更好的解决方案？

【问题讨论】：

我认为 pthreads 有一个可能有用的yield() 功能。

usleep与C语言无关，它是操作系统的特性。

@KerrekSB:pthread_yield 不会降低 CPU 使用率，只会导致线程相对于具有相同优先级的其他线程暂时降低优先级。

【参考方案1】：

函数 usleep 已从 SUSv4 中删除。您可能应该改用nanosleep 或计时器（setitimer 等）。

正如 R.. 在 cmets 中所指出的，睡眠是否应该实现为忙等待：

线程将继续使用 CPU 其他（低优先级）线程将没有机会运行

因此：

有些可能会使用信号（我认为 SUSv3 提到了 SIGALARM？） 有些人可能会使用花哨的计时器

【讨论】：

usleep 不是 C 库的一部分，AFAIK。

@JensGustedt 这不是标准的。但是libc（glibc、bsd libc 等）通常有它。所以，如果有人拥有它，那就是 C 库。

它是标准但 POSIX :)

@JensGustedt kernel.org 提到它不在 SUSv4 中。在 SUSv4 中搜索它一无所获。

它不能实现为忙等待，因为这会阻止其他低优先级线程/进程运行。

【参考方案2】：

（usleep 不是 C 标准的一部分，而是古老的 POSIX 标准的一部分。但请参见下文。）

不，usleep 的 POSIX 规范明确指出

usleep() 函数会导致调用线程被挂起 从执行...

所以这显然要求它暂停执行并将资源分配给其他进程或线程。

正如其他人已经提到的，POSIX 函数nanosleep 现在正在替换usleep，您应该使用它。 C（因为C11）有一个函数thrd_sleep，它模仿nanosleep。

【参考方案3】：

请注意，usleep() 和 nanosleep() 都可以被信号中断。 nanosleep() 允许您传入一个额外的 timespec 指针，如果发生这种情况，剩余时间将被存储在其中。所以如果你真的需要保证你的延迟时间，你可能想写一个简单的 nanosleep() 包装器。

请注意，这没有经过测试，而是类似以下内容：

int myNanoSleep(time_t sec, long nanosec)

   /* Setup timespec */
   struct timespec req;
   req.tv_sec = sec;
   req.tv_nsec = nanosec;

   /* Loop until we've slept long enough */
   do 
   
      /* Store remainder back on top of the original required time */
      if( 0 != nanosleep( &req, &req ) )
      
          /* If any error other than a signal interrupt occurs, return an error */
          if(errno != EINTR)
             return -1; 
      
      else
      
          /* nanosleep succeeded, so exit the loop */
          break;
      
    while( req.tv_sec > 0 || req.tv_nsec > 0 )
   return 0; /* Return success */

如果您需要在周期性超时以外的情况下唤醒线程，请查看条件变量和pthread_cond_timedwait()。

【讨论】：

这一直很有趣，因为在 POSIX 睡眠函数中，请求的时间不仅不是上限（因为，与其他操作系统一样，系统可以根据需要随时重新安排线程)，但由于信号，甚至不是下限。本质上，类似睡眠的函数可以在他们最喜欢的时候返回。 :-D

【参考方案4】：

在 Linux 上，它是通过 nanosleep system call 实现的，这不是忙等待。

使用strace，我可以看到对usleep(1) 的调用被转换为nanosleep(0, 1000, NULL)。

【参考方案5】：

usleep() 是基于系统计时器构建的 C 运行时库函数。nanosleep() 是系统调用。

只有 MS-DOS 和类似的，将睡眠功能实现为忙等待。任何提供多任务处理的实际操作系统都可以轻松地提供睡眠功能，作为协调任务和进程的机制的简单扩展。