如何在循环中使用更少的 CPU？

Question

我有一个看起来像这样的循环：

while (elapsedTime < refreshRate) 
{
    timer.stopTimer();
    elapsedTime=timer.getElapsedTime();
}

I read something similar to this elsewhere (C Main Loop without 100% cpu), but this loop is running a high resolution timer that must be accurate. So how am I supposed to not take up 100% CPU while still keeping it high resolution?

Answer 1

您不应该忙着等待，而应该让操作系统告诉您时间已经过去。

http://msdn.microsoft.com/en-us /library/ms712704(VS.85).aspx

高分辨率计时器（高于 10 毫秒）

http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc163996.aspx

Answer 2

当您说您的计时器必须“准确”时，您实际上需要多准确？如果您只需要精确到最接近的毫秒，那么您可以在循环内添加半毫秒的睡眠。您还可以根据您剩余的睡眠时间添加动态变化的睡眠语句。想一想（伪代码）：

int time_left = refreshRate - elapsedTime;
while (time_left > 0) {
    if (time_left > threshhold)
        sleep_for_interval(time_left / 2);
    update_timestamp(elapsedTime);
    time_left = refreshRate - elapsedTime;
}

使用该算法，如果您的代码检测到您还有一段时间等待，它将短暂休眠。您可能需要运行一些测试来找到 threshhold 的最佳值，以平衡 CPU 使用节省与超调风险（由于您的应用在休眠时失去 CPU 并且无法及时获得更多 CPU 时间） ）。

高分辨率定时的另一种方法是使用触发周期性中断的硬件定时器。您的中断处理程序会向某个线程发送一个信号，表明它需要唤醒并执行某些操作，之后它会返回睡眠状态并等待下一个信号进入。

实时操作系统有方法可以执行此类操作内置于操作系统中。如果您正在进行 Windows 编程并且需要极其精确的计时，请注意，像 Windows 这样的通用操作系统不能很好地处理这种情况。

Answer 3

查看操作系统提供的一些计时器，例如 POSIX usleep。
另一方面，如果您需要超精度，您的代码也将无法工作，因为操作系统在耗尽其处理时间量并跳转到内核空间以执行某些系统任务后将打破此循环。为此，您需要一些具有可中断内核的特殊操作系统及其提供的工具；寻找 RTOS 关键字。

Answer 4

通常，您会以某种方式屈服于操作系统。这允许操作系统从您的程序中休息一下并执行其他操作。

显然，这是依赖于操作系统的，但是：

#ifdef _WIN32
    #include <windows.h>
#else
    #include <unistd.h>
#endif

void yield(void)
{
    #ifdef _WIN32
        Sleep(0);
    #else
        usleep(1);
    #endif
}

在停止计时器之前插入对yield的调用。操作系统将报告您的程序使用的时间较少。

当然，请记住，这会使您的计时器“不太准确”，因为它可能不会尽可能频繁地更新。但你真的不应该依赖极端的准确性，这太困难了。近似值是可以的。