让程序在特定时间休眠

C++11中对于线程的控制非常优雅和简单。在this_thread的命名空间中,包含了只能被运行线程调用的函数。其包含了两个不同的函数,让线程睡眠一段时间,这样就不需要使用任何额外的库,或是操作系统依赖的库来执行这个任务。

本节中,我们将关注于如何将线程暂停一段时间,或是让其休眠一段时间。

How to do it...

我们将完成一个短小的程序,并让主线程休眠一段时间:

  1. 包含必要的头文件,并声明所使用的命名空间。chrono_literals空间包含一段时间的缩略值:

    #include <iostream>
    #include <chrono>
    #include <thread>
    
    using namespace std;
    using namespace chrono_literals;
  2. 我们直接写主函数,并让主线程休眠5秒和300毫秒。感谢chrono_literals,我们可以写成一种非常可读方式:

    int main()
    {
        cout << "Going to sleep for 5 seconds"
                " and 300 milli seconds.\n";
    
        this_thread::sleep_for(5s + 300ms);
  3. 休眠状态是相对的。当然,我们能用绝对时间来表示。让休眠直到某个时间点才终止,这里我们在now的基础上加了3秒:

        cout << "Going to sleep for another 3 seconds.\n";
    
        this_thread::sleep_until(
            chrono::high_resolution_clock::now() + 3s);
  4. 在程序退出之前,我们会打印一个表示睡眠结束:

        cout << "That's it.\n";
    }
  5. 编译并运行程序,我们就能获得如下的输出。Linux,Mac或其他类似UNIX的操作系统会提供time命令,其能对一个可运行程序的耗时进行统计。使用time对我们的程序进行耗时统计,其告诉我们花费了8.32秒,因为我们让主线程休眠了5.3秒和3秒。最后还有一个打印,用来告诉我们主函数的休眠终止:

    $ time ./sleep
    Going to sleep for 5 seconds and 300 milli seconds.
    Going to sleep for another 3 seconds.
    That's it.
    
    real0m8.320s
    user0m0.005s
    sys 0m0.003s

How it works...

sleep_forsleep_until函数都已经在C++11中加入,存放于std::this_thread命名空间中。其能对当前线程进行限时阻塞(并不是整个程序或整个进程)。线程被阻塞时不会消耗CPU时间,操作系统会将其标记挂起的状态,时间到了后线程会自动醒来。这种方式的好处在于,不需要知道操作系统对我们运行的程序做了什么,因为STL会将其中的细节进行包装。

this_thread::sleep_for函数能够接受一个chrono::duration值。最简单的方式就是1s5s+300ms。为了使用这种非常简洁的字面时间表示方式,我们需要对命名空间进行声明using namespace std::chrono_literals;

this_thread::sleep_until函数能够接受一个chrono::time_out参数。这就能够简单的指定对应的壁挂钟时间,来限定线程休眠的时间。

唤醒时间和操作系统的时间的精度一样。大多数操作系统的时间精度通常够用,但是其可能对于一些时间敏感的应用非常不利。

另一种让线程休眠一段时间的方式是使用this_thread::yield。其没有参数,也就意味着这个函数不知道这个线程要休眠多长时间。所以,这个函数并不建议用来对线程进行休眠或停滞一个线程。其只会以协作的方式告诉操作系统,让操作系统对线程和进程重新进行调度。如果没有其他可以调度的线程或进程,那么这个“休眠”线程则会立即执行。正因为如此,很少用yield让线程休眠一段时间。

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