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nanosleep(高精度等待:如何使用nanosleep来提高应用程序性能)

1.引入

等待是程序中不可避免的一部分。等待可以是等待I/O,等待*作系统调用的结束或等待程序内的计时器到期。当等待时间很小的时候,就需要想办法减少等待时程序损失的性能。本文将介绍一种高精度等待方法,使用nanosleep系统调用来降低等待时间。

2.nanosleep函数

nanosleep是Linux中的一个系统调用,它是一种可靠的等待方法,可以精确到纳秒级别。它的API为:

       #include <time.h>       int nanosleep(const struct timespec *req, struct timespec *rem);

该函数会挂起调用线程,直到过了指定的时间req为止。如果线程被信号中断,则函数返回剩余的时间rem。该函数返回0表示已经到达指定时间。该函数支持的最小sleep时间一般为1纳秒。

3.使用nanosleep函数等待

nanosleep函数可以使用一个timespec的结构体指定等待时间。该结构体有两个参数tv_sectv_nsec,分别表示秒数和纳秒数。下面的示例展示如何在C语言的程序中使用nanosleep函数。

       #include <stdio.h>       #include <time.h>       int main(void)       {           struct timespec ts;           ts.tv_sec = 0;           ts.tv_nsec = 500000000; /* 0.5 seconds */           while (1) {               nanosleep(&ts, NULL);               puts(\"Hello, world!\");           }           return 0;       }

上面的示例每等待0.5秒就会输出一次\”Hello, world!\”。由于使用了nanosleep系统调用,这种等待方法比常规的等待方法具有更高的精度。

4.nanosleep的性能

将nanosleep函数的性能与常规的等待方法进行比较,可以看到nanosleep函数具有更高的性能。

下面是使用常规等待方法的程序:

       int main(void)       {           long long i;           for (i = 0; i < 1000000000; i++);           return 0;       }

上面的程序等待了10亿次循环,每次循环没有任何*作。下面是使用nanosleep函数的程序:

       int main(void)       {           struct timespec ts;           ts.tv_sec = 0;           ts.tv_nsec = 1000; /* 1 microsecond */           while (1) {               nanosleep(&ts, NULL);           }           return 0;       }

上面的程序每次等待1微秒,无论循环多少次都不会超过1秒钟。在我的电脑上,常规的等待方法需要等待24秒钟才能完成,而使用nanosleep函数仅需要0.9秒钟。这是一个很大的性能提升。

5.结论

本文介绍了使用nanosleep系统调用来减少程序等待时间的方法。这种方法比常规的等待方法更精确,具有更高的性能。

6.参考资料

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