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關于短延遲 SLEEP USLEEP NANOSLEEP SELECT

udelay(unsigned long usecs);

mdelay(unsigned long msecs);

前者用軟體循環指定的微妙數,後者調用前者達到延遲毫秒級。udelay 函數隻能用于擷取較短的時間延遲,因為loops_per_second值的精度隻有8位,是以,當計算更長的延遲時會積累出相當大的誤差。盡管最大能允許的延遲将近1秒(因為更長的延遲就要溢出),推薦的 udelay 函數的參數的最大值是取1000微秒(1毫秒)。延遲大于 11 毫秒時可以使用函數 mdelay。

要特别注意的是 udelay 是個忙等待函數(是以 mdelay 也是),在延遲的時間段内無法運作其他的任務,是以要十分小心,尤其是 mdelay,除非别無他法,要盡量避免使用。 

mdelay 在 Linux 2.0 中并不存在,頭檔案 sysdep.h 彌補了這一缺陷。

關于 usleep sleep 主要的差距在精确程度上,不過網友有關于這個方面的精辟論斷:

同樣我覺得select也是比較好的定時機制,不過大家可以看igmp-proxy的源代碼。主函數裡面用setitimer和select同時定時是一個相當好的想法。

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再論精确延時(usleep,nanosleep,select)

/*

make: gcc -o test_sleep test_sleep.c

*/

#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>;

#define PRINT_USEAGE { /

fprintf(stderr,"/n Usage: %s usec ",argv[0]); /

fprintf(stderr,"/n/n");/

}

int main (int argc, char **argv)

{

unsigned int nTimeTestSec = 0; /* sec */

unsigned int nTimeTest = 0; /* usec */

struct timeval tvBegin;

struct timeval tvNow;

int ret = 0;

unsigned int nDelay = 0; /* usec */

fd_set rfds;

struct timeval tv;

int fd = 1;

int i = 0;

struct timespec req;

unsigned int delay[20] = { 500000, 100000, 50000, 10000, 1000, 900, 500, 100, 10, 1, 0 };

int nReduce = 0; /* 誤差 */

#if 0

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];

/*test usleep */

gettimeofday (&tvBegin, NULL);

ret = usleep (nDelay);

if (-1 == ret)

{

fprintf (stderr, " usleep error . 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, "/t usleep %8u %8u %8d/n", nDelay, nTimeTest,nReduce);

/*test nanosleep */

gettimeofday (&tvBegin, NULL);

req.tv_sec = nDelay / 1000000;

req.tv_nsec = (nDelay % 1000000) * 1000;

ret = nanosleep (&req, NULL);

if (-1 == ret)

{

fprintf (stderr, "/t nanosleep %8u not support/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, "/t nanosleep %8u %8u %8d/n", nDelay, nTimeTest, nReduce);

}

/*test select */

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, " select error . 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, "/t select %8u %8u %8d/n", nDelay, nTimeTest, nReduce);

}

return 0;

}

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測試

IBM AIX 3.4 單CPU

        sleep 可以在多線程中使用,隻阻塞本線程,不影響所屬程序中的其它線程

        不支援 nanosleep

        支援 usleep 和 select 

        以下采用 gettimeofday 對 usleep 和 select 的實際精确情況進行測試分析

          function time(usec)    realTime      reduce

-------------------------------------------------------------------

         usleep         500000     500026         26

         nanosleep      500000   not support

         select         500000     500026         26

         usleep         100000     100021         21

         nanosleep      100000   not support

         select         100000     100025         25

         usleep          50000      50021         21

         nanosleep       50000   not support

         select          50000      50107        107

         usleep          10000      10099         99

         nanosleep       10000   not support

         select          10000      10025         25

         usleep           1000       1021         21

         nanosleep        1000   not support

         select           1000       1024         24

         usleep            900        920         20

         nanosleep         900   not support

         select            900       1024        124

         usleep            500        523         23

         nanosleep         500   not support

         select            500       1024        524

         usleep            100        119         19

         nanosleep         100   not support

         select            100       1023        923

         usleep             10         31         21

         nanosleep          10   not support

         select             10       1024       1014

         usleep              1         19         18

         nanosleep           1   not support

         select              1       1026       1025

    由此可以得出,在AIX 3.4下:

         select 隻能精确到毫秒級别

         usleep 可以精确到微秒級 

         在1毫秒以上,兩者的精确度基本一樣

同上,在 linux 2.4.20-8smp 雙CPU 下測試

          function time(usec)    realTime      reduce

-------------------------------------------------------------------

         usleep         500000     506453       6453

         nanosleep      500000     509930       9930

         select         500000     499990        -10

         usleep         100000     110023      10023

         nanosleep      100000     109955       9955

         select         100000      99992         -8

         usleep          50000      59971       9971

         nanosleep       50000      59990       9990

         select          50000      50025         25

         usleep          10000      19991       9991

         nanosleep       10000      19988       9988

         select          10000       9956        -44

         usleep           1000      19990      18990

         nanosleep        1000      19989      18989

         select           1000      10024       9024

         usleep            900      20009      19109

         nanosleep         900      19972      19072

         select            900       9943       9043

         usleep            500      19975      19475

         nanosleep         500      19971      19471

         select            500      10012       9512

         usleep            100      19975      19875

         nanosleep         100      19976      19876

         select            100       9943       9843

         usleep             10      19988      19978

         nanosleep          10      19961      19951

         select             10      10011      10001

         usleep              1      19978      19977

         nanosleep           1      19985      19984

         select              1       9932       9931

在 2.4.21-4.ELsmp #1 SMP 4 CPU 下測試

           function time(usec)    realTime      reduce

-------------------------------------------------------------------

         usleep         500000     501267       1267

         nanosleep      500000     509964       9964

         select         500000     499981        -19

         usleep         100000     109944       9944

         nanosleep      100000     109925       9925

         select         100000      99963        -37

         usleep          50000      59904       9904

         nanosleep       50000      59973       9973

         select          50000      49956        -44

         usleep          10000      19988       9988

         nanosleep       10000      20008      10008

         select          10000      10020         20

         usleep           1000      19988      18988

         nanosleep        1000      19980      18980

         select           1000       9943       8943

         usleep            900      19975      19075

         nanosleep         900      19986      19086

         select            900       9905       9005

         usleep            500      19989      19489

         nanosleep         500      19910      19410

         select            500      10000       9500

         usleep            100      19355      19255

         nanosleep         100      19902      19802

         select            100       9988       9888

         usleep             10      19977      19967

         nanosleep          10      19988      19978

         select             10       9943       9933

         usleep              1      20007      20006

         nanosleep           1      19947      19946

         select              1       9980       9979

由此可以得出如下結論,在 linux 2.4 下:

          1、支援 usleep,nanosleep,select

          2、select 的 精确度為 10毫秒。在10毫秒以上很精确

          3、usleep, nanosleep 很不精确

同樣,通過其它測試程式能得出如下結論:

          sleep 可以在多線程中使用,隻阻塞本線程,不影響所屬程序中的其它線程

usleep()有有很大的問題

  1. 在一些平台下不是線程安全,如HP-UX以及Linux
  2. usleep()會影響信号
  3. 在很多平台,如HP-UX以及某些Linux下,當參數的值必須小于1 * 1000 * 1000也就是1秒,否則該函數會報錯,并且立即傳回。
  4. 大部分平台的幫助文檔已經明确說了,該函數是已經被舍棄的函數。

還好,POSIX規範中有一個很好用的函數,nanosleep(),該函數沒有usleep()的這些缺點,它的精度是納秒級。在Solaris的多線程環境下編譯器會自動把usleep()連接配接成nanosleep()。

Linux下短延時推薦使用select函數.

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