等待条件的空循环（忙等待）

Posted 2023-02-19

【中文标题】等待条件的空循环（忙等待）

【英文标题】：Empty loop which waits for condition (busy-waiting)

【发布时间】：2015-03-13 11:31:16

【问题描述】：

过去 20 分钟我一直在研究空循环，其目的只是等待条件变为真。

我有一个名为“waitForLoaded”的函数，它是由 CreateThread 创建的线程。

功能：

void waitForLoaded()
    while(!isLoaded)
        Sleep(500); // < my question
    
    Sleep(500); //sleep another 500ms to ensure everything is loaded.
    //continue on here

我使用 Sleep(500) 来简化 CPU，因为我相信使用 0 或 1 会耗尽处理器。

我在很多人中看到过使用“Sleep(0)”的代码，但我一直不明白为什么不只是不睡觉，而是执行“while(condition)..”

我找不到任何可靠的答案来说明哪个对 CPU 更友好，所以我在这里问人们，忙等待与 0 毫秒、1 毫秒或 500 毫秒有什么区别，哪个对 CPU 更友好。

在我看来，最好至少睡半场，这几乎不会被用户注意到。

【问题讨论】：

“你个人会做什么”是一个基于意见的问题，这并不是这个网站的真正用途。

@DrewDormann 你是绝对正确的，我应该问为什么一个比另一个更好。我会改变我的问题。

sleep(0) 至少会导致线程重新调度。它不等同于“根本不睡觉”。睡多久取决于你。代码中的最后休眠是没有意义的。

如果你的应用是单线程的，调用 waitForLoaded 将永远冻结你的应用！

@Maher 当然它不是单线程的，如果应用程序冻结，我就不会在这里问同样的问题。感谢您的意见。

【参考方案1】：

在 Windows 上，Sleep(0) 不会花费任何时间休眠，但允许操作系统将 CPU 让给另一个等待线程。这有点像说“如果有人在排队，让他们先去吧，否则我想马上去。”

【讨论】：

很好的答案，它完全可以理解并且非常有帮助。谢谢你回答我的问题。我从来都不太确定“线程重新调度”是什么意思。

【参考方案2】：

如果我理解您的问题，那么您是在问这些等待方法中哪个更好：

sleep(500) sleep(1) sleep(0) // (do nothing)

如果你有时间买一个sleep(500)，那么答案是“sleep(500)”

【讨论】：

我也喜欢你的回答，在我看来，让 CPU 休息的时间越长越好。我需要更好地理解“线程重新调度”，这样我才能完全理解其他人所说的使用 Sleep(0) 的好处。谢谢。

【参考方案3】：

围绕事件或类似事物的简单同步原语将消耗更少的 CPU，并且您的线程有望在 500 毫秒等待的最坏情况下比 500 毫秒更快地开始工作。

【讨论】：

我之前遇到过“同步原语”，但从未深入了解它的含义。我会做我的研究，谢谢。

【参考方案4】：

首先你需要研究你的问题。

您需要忙碌的等待吗？ 您可以使用调度程序吗？ 您能否检测到数据可用或操作完成的确切时刻？

我会研究不同的方法，例如事件文件描述符或条件变量。

条件变量法：

boost::mutex::scoped_lock lock(m_mutex);
while(queue.empty() && !m_quit) 
    m_condition.wait(lock);
    

事件文件描述符方法

m_loopFD = eventfd(0,EFD_CLOEXEC|EFD_NONBLOCK);
if(m_loopFD < 0) 
    close(m_epollFD);
    throw ...

struct epoll_event event;
memset(&event, 0, sizeof(struct epoll_event));
event.data.fd = m_loopFD;
event.events = EPOLLIN;
if(epoll_ctl(m_epollFD, EPOLL_CTL_ADD, m_loopFD, &event) != 0) 
    throw ...

以后你可能会有这样的事情

int res = epoll_wait(m_epollFD, events, MAX_EVENTS, timeout);

然后唤醒它：

uint64_t value = 0x01;
write(m_loopFD, &value, sizeof(value));