C++中的usleep函数详解|极客教程

C++中的usleep函数详解

1. 什么是usleep函数？

usleep函数是C++中的一个系统调用函数，用于使程序休眠指定的微秒数。它位于\<unistd.h>头文件中，并且需要使用#include <unistd.h>语句来引用。

#include <unistd.h>

2. 使用usleep函数实现程序休眠

在C++中，使用usleep函数实现程序休眠非常简单。下面是一个示例代码，展示了如何使用usleep函数使程序休眠1秒钟：

#include <iostream>
#include <unistd.h>

int main()
{
    std::cout << "程序开始执行" << std::endl;

    usleep(1000000); // 休眠1秒钟

    std::cout << "程序执行完毕" << std::endl;

    return 0;
}

上述代码首先打印出”程序开始执行”，然后通过调用usleep(1000000)函数使程序休眠1秒钟，最后打印出”程序执行完毕”。通过调整usleep函数参数的数值，可以实现不同的休眠时间。

3. usleep函数的参数和返回值

usleep函数的声明如下：

    unsigned int usleep(useconds_t usec);

参数usec表示需要休眠的微秒数。函数返回值为0表示休眠时间已经达到，具体的实现可能会受到系统的调度机制影响。

4. usleepp函数的实现机制

使用usleep函数会使程序休眠指定的微秒数，其内部实现机制与操作系统相关。在大多数操作系统中，usleep函数的实现是基于计时器中断的。

当调用usleep函数时，操作系统会设置一个计时器中断，定时器中断间隔与指定的休眠微秒数相同。当计时器中断发生时，操作系统会重新唤醒被休眠的程序，使其继续执行。

需要注意的是，usleep函数的精度受操作系统的调度机制和计时器硬件的支持限制。在某些系统中，usleep函数可能无法提供准确的微秒级休眠时间。

5. usleep函数的替代方案

由于usleep函数在一些情况下无法提供准确的休眠时间，我们可以使用其他替代方案来实现可靠的程序休眠。以下是两种常见的替代方案。

5.1. std::this_thread::sleep_for

C++11引入了std::this_thread::sleep_for函数，使得程序可以更方便地进行休眠操作。

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <thread>

int main()
{
    std::cout << "程序开始执行" << std::endl;

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 休眠1秒钟

    std::cout << "程序执行完毕" << std::endl;

    return 0;
}

使用std::this_thread::sleep_for函数可以保证程序休眠时间更加精确，并且代码更加可读。

5.2. nanosleep函数

另一个替代方案是使用nanosleep函数，该函数提供了更高精度的休眠时间控制。

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cstring>
#include <unistd.h>

void sleep_ms(long milliseconds)
{
    struct timespec ts;
    ts.tv_sec = milliseconds / 1000;             // 秒数部分
    ts.tv_nsec = (milliseconds % 1000) * 1000000; // 纳秒数部分

    int result = nanosleep(&ts, nullptr);
    // 如果在休眠过程中被其他信号打断，重新休眠
    while (result == -1 && errno == EINTR) 
    {
        result = nanosleep(&ts, &ts);
    }
}

int main()
{
    std::cout << "程序开始执行" << std::endl;

    sleep_ms(1000); // 休眠1秒钟

    std::cout << "程序执行完毕" << std::endl;

    return 0;
}

使用nanosleep函数可以提供更高精度的休眠时间控制，通过设置休眠的秒数和纳秒数，可以对休眠时间进行更精确的控制。