關(guān)于各種延時(shí)

-.z.關(guān)于各種延時(shí)在Linu*中，如果是應(yīng)用層下的一些應(yīng)用，我們可以：1〕調(diào)用unsignedintsleep(unsignedintsecond);函數(shù)去定時(shí)，這個(gè)時(shí)候它是秒級(jí)的；頭文件為<unistd.h>；2〕調(diào)用intusleep(useconds_t);函數(shù)去定時(shí)，這個(gè)時(shí)候它是微秒級(jí)的；頭文件為<unistd.h>；3〕調(diào)用高精度睡眠intnanosleep(conststructtimespec*rep,structtimespec*rem);是一個(gè)相比標(biāo)準(zhǔn)UNI*的sleep調(diào)用具有更高高精度的版本。和普通的sleep調(diào)用計(jì)算整秒數(shù)不同，nanosleep承受一個(gè)指向一個(gè)structtimespec對(duì)象的指針作為參數(shù)，它可以表示毫微秒〔nanosecond，十億分之一秒〕的時(shí)間。然而，了解Linu*內(nèi)核的工作細(xì)節(jié)后可知，nanosleep所提供的真正準(zhǔn)確度是10毫秒——比sleep提供的要準(zhǔn)確。這個(gè)附加的準(zhǔn)確度非常有用，比方說(shuō)，可以根為反復(fù)進(jìn)展的任務(wù)設(shè)置更短的間隔。structtimespec由兩局部構(gòu)成：tv_sec表示整秒數(shù)局部；tv_nsec則表示毫微秒。tv_nesc的值必須小于109。nanosleep相比sleep具有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。與sleep一樣，nanosleep調(diào)用可以被信號(hào)中斷，這是errno將被設(shè)置為EINTR而調(diào)用將返回-1。但是，nanosleep的第二個(gè)參數(shù)，另一個(gè)指向structtimespec對(duì)象的指針，如果不為NULL則在這種情況下它將被寫(xiě)入剩余的時(shí)間〔這就是所請(qǐng)求的睡眠時(shí)間和實(shí)際睡眠時(shí)間的差)。這使重新開(kāi)場(chǎng)睡眠變的很容易。頭文件<time.h>。以下是內(nèi)核中的：1.udelay();mdelay();ndelay();實(shí)現(xiàn)的原理本質(zhì)上都是忙等待，ndelay和mdelay都是通過(guò)udelay衍生出來(lái)的，我們使用這些函數(shù)的實(shí)現(xiàn)往往會(huì)碰到編譯器的警告implicitdeclarationoffunction'udelay'，這往往是由于頭文件的使用不當(dāng)造成的。在include/asm-"""/delay.h中定義了udelay〔〕，而在include/linu*/delay.h中定義了mdelay和ndelay.udelay一般適用于一個(gè)比擬小的delay，如果你填的數(shù)大于2000，系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為你這個(gè)是一個(gè)錯(cuò)誤的delay函數(shù)，因此如果需要2ms以上的delay需要使用mdelay函數(shù)。2.由于這些delay函數(shù)本質(zhì)上都是忙等待，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間的忙等待意味這無(wú)謂的消耗著cpu的資源，因此對(duì)于毫秒級(jí)的延時(shí)，內(nèi)核提供了msleep，ssleep等函數(shù)，這些函數(shù)將使得調(diào)用它的進(jìn)程睡眠參數(shù)指定的時(shí)間。則，在Windows中呢：1〕我們很快想到Sleep()；頭文件<windows.h>然后再VC++中，找到了一篇不錯(cuò)的文章，轉(zhuǎn)自這里，內(nèi)容如下：方法一：VC中的WM_TIMER消息映射能進(jìn)展簡(jiǎn)單的時(shí)間控制。首先調(diào)用函數(shù)SetTimer()設(shè)置定時(shí)間隔，如SetTimer(0,200,NULL)即為設(shè)置200ms的時(shí)間間隔。然后在應(yīng)用程序中增加定時(shí)響應(yīng)函數(shù)OnTimer()，并在該函數(shù)中添加響應(yīng)的處理語(yǔ)句，用來(lái)完成到達(dá)定時(shí)時(shí)間的操作。這種定時(shí)方法非常簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)一定的定時(shí)功能，但其定時(shí)功能如同Sleep()函數(shù)的延時(shí)功能一樣，精度非常低，最小計(jì)時(shí)精度僅為30ms，CPU占用低，且定時(shí)器消息在多任務(wù)操作系統(tǒng)中的優(yōu)先級(jí)很低，不能得到及時(shí)響應(yīng)，往往不能滿足實(shí)時(shí)控制環(huán)境下的應(yīng)用。只可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)諸如位圖的動(dòng)態(tài)顯示等對(duì)定時(shí)精度要求不高的情況。如例如工程中的Timer1。方法二：VC中使用sleep()函數(shù)實(shí)現(xiàn)延時(shí)，它的單位是ms，如延時(shí)2秒，用sleep(2000)。精度非常低，最小計(jì)時(shí)精度僅為30ms，用sleep函數(shù)的不利處在于延時(shí)期間不能處理其他的消息，如果時(shí)間太長(zhǎng)，就好象死機(jī)一樣，CPU占用率非常高，只能用于要求不高的延時(shí)程序中。如例如工程中的Timer2。方法三：利用COleDateTime類(lèi)和COleDateTimeSpan類(lèi)結(jié)合WINDOWS的消息處理過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)秒級(jí)延時(shí)。如例如工程中的Timer3和Timer3_1。以下是實(shí)現(xiàn)2秒的延時(shí)代碼：COleDateTimestart_time=COleDateTime::GetCurrentTime();

COleDateTimeSpanend_time=COleDateTime::GetCurrentTime()-start_time;

while(end_time.GetTotalSeconds()<2)//實(shí)現(xiàn)延時(shí)2秒{

MSGmsg;

GetMessage(&msg,NULL,0,0);

TranslateMessage(&msg);

DispatchMessage(&msg);

//以上四行是實(shí)現(xiàn)在延時(shí)或定時(shí)期間能處理其他的消息，//雖然這樣可以降低CPU的占有率，//但降低了延時(shí)或定時(shí)精度，實(shí)際應(yīng)用中可以去掉。end_time=COleDateTime::GetCurrentTime()-start_time;

}//這樣在延時(shí)的時(shí)候我們也能夠處理其他的消息。方法四：在精度要求較高的情況下，VC中可以利用GetTickCount()函數(shù)，該函數(shù)的返回值是DWORD型，表示以ms為單位的計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后經(jīng)歷的時(shí)間間隔。精度比WM_TIMER消息映射高，在較短的定時(shí)中其計(jì)時(shí)誤差為15ms，在較長(zhǎng)的定時(shí)中其計(jì)時(shí)誤差較低，如果定時(shí)時(shí)間太長(zhǎng)，就好象死機(jī)一樣，CPU占用率非常高，只能用于要求不高的延時(shí)程序中。如例如工程中的Timer4和Timer4_1。以下代碼可以實(shí)現(xiàn)50ms的準(zhǔn)確定時(shí)：DWORDdwStart=GetTickCount();

DWORDdwEnd=dwStart;

do

{

dwEnd=GetTickCount()-dwStart;

}while(dwEnd<50);

為使GetTickCount()函數(shù)在延時(shí)或定時(shí)期間能處理其他的消息，可以把代碼改為：DWORDdwStart=GetTickCount();

DWORDdwEnd=dwStart;

do

{

MSGmsg;

GetMessage(&msg,NULL,0,0);

TranslateMessage(&msg);

DispatchMessage(&msg);

dwEnd=GetTickCount()-dwStart;

}while(dwEnd<50);

雖然這樣可以降低CPU的占有率，并在延時(shí)或定時(shí)期間也能處理其他的消息，但降低了延時(shí)或定時(shí)精度。方法五：與GetTickCount()函數(shù)類(lèi)似的多媒體定時(shí)器函數(shù)DWORDtimeGetTime(void)，該函數(shù)定時(shí)精度為ms級(jí)，返回從Windows啟動(dòng)開(kāi)場(chǎng)經(jīng)過(guò)的毫秒數(shù)。微軟公司在其多媒體Windows中提供了準(zhǔn)確定時(shí)器的底層API持，利用多媒體定時(shí)器可以很準(zhǔn)確地讀出系統(tǒng)的當(dāng)前時(shí)間，并且能在非常準(zhǔn)確的時(shí)間間隔內(nèi)完成一個(gè)事件、函數(shù)或過(guò)程的調(diào)用。不同之處在于調(diào)用DWORDtimeGetTime(void)函數(shù)之前必須將Winmm.lib和Mmsystem.h添加到工程中，否則在編譯時(shí)提示DWORDtimeGetTime(void)函數(shù)未定義。由于使用該函數(shù)是通過(guò)查詢的方式進(jìn)展定時(shí)控制的，所以，應(yīng)該建立定時(shí)循環(huán)來(lái)進(jìn)展定時(shí)事件的控制。如例如工程中的Timer5和Timer5_1。方法六：使用多媒體定時(shí)器timeSetEvent()函數(shù)，該函數(shù)定時(shí)精度為ms級(jí)。利用該函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)周期性的函數(shù)調(diào)用。如例如工程中的Timer6和Timer6_1。函數(shù)的原型如下：MMRESULTtimeSetEvent〔UINTuDelay,

UINTuResolution,

LPTIMECALLBACKlpTimeProc,

WORDdwUser,

UINTfuEvent〕該函數(shù)設(shè)置一個(gè)定時(shí)回調(diào)事件，此事件可以是一個(gè)一次性事件或周期性事件。事件一旦被激活，便調(diào)用指定的回調(diào)函數(shù)，成功后返回事件的標(biāo)識(shí)符代碼，否則返回NULL。函數(shù)的參數(shù)說(shuō)明如下：uDelay：以毫秒指定事件的周期。Uresolution：以毫秒指定延時(shí)的精度，數(shù)值越小定時(shí)器事件分辨率越高。缺省值為1ms。LpTimeProc：指向一個(gè)回調(diào)函數(shù)。DwUser：存放用戶提供的回調(diào)數(shù)據(jù)。FuEvent：指定定時(shí)器事件類(lèi)型：TIME_ONESHOT：uDelay毫秒后只產(chǎn)生一次事件TIME_PERIODIC：每隔uDelay毫秒周期性地產(chǎn)生事件。具體應(yīng)用時(shí)，可以通過(guò)調(diào)用timeSetEvent()函數(shù)，將需要周期性執(zhí)行的任務(wù)定義在LpTimeProc回調(diào)函數(shù)中(如：定時(shí)采樣、控制等)，從而完成所需處理的事件。需要注意的是，任務(wù)處理的時(shí)間不能大于周期間隔時(shí)間。另外，在定時(shí)器使用完畢后，應(yīng)及時(shí)調(diào)用timeKillEvent()將之釋放。方法七：對(duì)于準(zhǔn)確度要求更高的定時(shí)操作，則應(yīng)該使用QueryPerformanceFrequency()和QueryPerformanceCounter()函數(shù)。這兩個(gè)函數(shù)是VC提供的僅供Windows95及其后續(xù)版本使用的準(zhǔn)確時(shí)間函數(shù)，并要求計(jì)算機(jī)從硬件上支持準(zhǔn)確定時(shí)器。如例如工程中的Timer7、Timer7_1、Timer7_2、Timer7_3。

QueryPerformanceFrequency()函數(shù)和QueryPerformanceCounter()函數(shù)的原型如下：BOOLQueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER＊lpFrequency);

BOOLQueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER＊lpCount);

數(shù)據(jù)類(lèi)型ARGE_INTEGER既可以是一個(gè)8字節(jié)長(zhǎng)的整型數(shù)，也可以是兩個(gè)4字節(jié)長(zhǎng)的整型數(shù)的聯(lián)合構(gòu)造，其具體用法根據(jù)編譯器是否支持64位而定。該類(lèi)型的定義如下：typedefunion_LARGE_INTEGER

{

struct

{

DWORDLowPart;//4字節(jié)整型數(shù)LONGHighPart;//4字節(jié)整型數(shù)};

LONGLONGQuadPart;//8字節(jié)整型數(shù)}LARGE_INTEGER;

在進(jìn)展定時(shí)之前，先調(diào)用QueryPerformanceFrequency()函數(shù)獲得機(jī)器內(nèi)部定時(shí)器的時(shí)鐘頻率，然后在需要嚴(yán)格定時(shí)的事件發(fā)生之前和發(fā)生之后分別調(diào)用QueryPerformanceCounter()函數(shù)，利用兩次獲得的計(jì)數(shù)之差及時(shí)鐘頻率，計(jì)算出事件經(jīng)歷的準(zhǔn)確時(shí)間。以下代碼實(shí)現(xiàn)1ms的準(zhǔn)確定時(shí)：LARGE_INTEGERlitmp;

LONGLONGQPart1,QPart2;

doubledfMinus,dfFreq,dfTim;

QueryPerformanceFrequency(&litmp);

dfFreq=(double)litmp.QuadPart;//獲得計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率QueryPerformanceCounter(&litmp);

QPart1=litmp.QuadPart;//獲得初始值do

{

QueryPerformanceCounter(&litmp);

QPart2=litmp.QuadPart;//獲得中止值dfMinus=(double)(QPart2-QPart1);

dfTim=dfMinus/dfFreq;//獲得對(duì)應(yīng)的時(shí)間值，單位為秒}while(dfTim<0.001);

其定時(shí)誤差不超過(guò)1微秒，精度與CPU等機(jī)器配置有關(guān)。下面的程序用來(lái)測(cè)試函數(shù)Sleep(100)的準(zhǔn)確持續(xù)時(shí)間：LARGE_INTEGERlitmp;

LONGLONGQPart1,QPart2;

doubledfMinus,dfFreq,dfTim;

QueryPerformanceFrequency(&litmp);

dfFreq=(double)litmp.QuadPart;//獲得計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率QueryPerformanceCounter(&litmp);

QPart1=litmp.QuadPart;//獲得初始值Sleep(100);

QueryPerformanceCounter(&litmp);

QPart2=litmp.QuadPart;//獲得中止值dfMinus=(double)(QPart2-QPart1);

dfTim=dfMinus/dfFreq;//獲得對(duì)應(yīng)的時(shí)間值，單位為秒由于Sleep()函數(shù)自身的誤差，上述程序每次執(zhí)行的結(jié)果都會(huì)有微小誤差。以下代碼實(shí)現(xiàn)1微秒的準(zhǔn)確定時(shí)：LARGE_INTEGERlitmp;

LONGLONGQPart1,QPart2;

doubledfMinus,dfFreq,dfTim;

QueryPerformanceFrequency(&litmp);

dfFreq=(double)litmp.QuadPart;//獲得計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率QueryPerformanceCounter(&litmp);

QPart1=litmp.QuadPart;//獲得初始值do

{

QueryPerformanceCounter(&litmp);

QPart2=litmp.QuadPart;//獲得中止值dfMinus=(double)(QPart2-QPart1);

dfTim=dfMinus/dfFreq;//獲得對(duì)應(yīng)的時(shí)間值，單位為秒}while(dfTim<0.000001);

其定時(shí)誤差一般不超過(guò)0.5微秒，精度與CPU等機(jī)器配置有關(guān)。關(guān)于短延遲sleepusleepnanosleepselectPostedon2021-08-2119:19Prayer閱讀(6904)評(píng)論(0)編輯收藏引用所屬分類(lèi):LINU*/UNI*/AI*udelay(unsignedlongusecs);

mdelay(unsignedlongmsecs);

前者用軟件循環(huán)指定的微妙數(shù)，后者調(diào)用前者到達(dá)延遲毫秒級(jí)。udelay函數(shù)只能用于獲取較短的時(shí)間延遲，因?yàn)閘oops_per_second值的精度只有8位，所以，當(dāng)計(jì)算更長(zhǎng)的延遲時(shí)會(huì)積累出相當(dāng)大的誤差。盡管最大能允許的延遲將近1秒(因?yàn)楦L(zhǎng)的延遲就要溢出)，推薦的udelay函數(shù)的參數(shù)的最大值是取1000微秒(1毫秒)。延遲大于11毫秒時(shí)可以使用函數(shù)mdelay。

要特別注意的是udelay是個(gè)忙等待函數(shù)〔所以mdelay也是〕，在延遲的時(shí)間段內(nèi)無(wú)法運(yùn)行其他的任務(wù)，因此要十分小心，尤其是mdelay，除非別無(wú)他法，要盡量防止使用。

mdelay在Linu*2.0中并不存在，頭文件sysdep.h彌補(bǔ)了這一缺陷。關(guān)于usleepsleep主要的差距在準(zhǔn)確程度上，不過(guò)網(wǎng)友有關(guān)于這個(gè)方面的精辟論斷：

同樣我覺(jué)得select也是比擬好的定時(shí)機(jī)制，不過(guò)大家可以看igmp-pro*y的源代碼。主函數(shù)里面用setitimer和select同時(shí)定時(shí)是一個(gè)相當(dāng)好的想法。

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再論準(zhǔn)確延時(shí)(usleep,nanosleep,select)/*

make:gcc-otest_sleeptest_sleep.c

*/

/*#include"m_main.h"*/

#include<stdio.h>;

#include<stdlib.h>;

#include<time.h>;

#include<sys/time.h>;

#include<errno.h>;

#include<string.h>;

#include<unistd.h>;

#include<sys/types.h>;#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;/*誤差*/#if0

if(argc<2)

{

PRINT_USEAGE;

e*it(1);

}

nDelay=atoi(argv[1]);

#endiffprintf(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,&t