C ++如何允许等待而没有过多的CPU使用答案

【问题标题】：How does C++ allow to wait without excessive CPU usageC ++如何允许等待而没有过多的CPU使用
【发布时间】：2019-06-15 17:57:17
【问题描述】：

例如我有代码

while (!something} {
    //waiting
}

它确实在等待某事，但它会占用大量 CPU。 C++ 有诸如线程连接、条件变量等待、互斥锁之类的东西——它允许等待，所以它确实检查了一些条件，但它的行为就像空闲进程——不消耗 CPU 时间。它是如何完成的，有没有办法让 while 循环（或任何其他代码）表现得像这样？

【问题讨论】：

通常，在操作系统的帮助下（可能还有一些特定于 CPU 的指令，以减少自旋/等待循环期间的使用）。
如果你想等待“某事”成为现实，通常最好有一个由事件或消息调用的函数，或者像你提到的那样等待。使用消息/事件处理程序还意味着，例如 UI 线程保持运行，因此您的程序不会冻结。
您要么等待指定的时间（std::this_thread::sleep_for），要么等待特定条件（std:: condition_variable 和朋友）。所以已经有方法可以做，你想要什么。
@radosław-cybulski 是的，有可用的工具，但我想了解一下它们的工作方式
您提到的所有机制都会为操作系统生成系统调用，以使该线程脱离上下文。一旦脱离上下文，它就会保留在那里（当然不花费任何 CPU 时间），直到它被另一个线程发出信号，即，一个线程（又一个）对操作系统进行系统调用以将前一个线程放回上下文.因此，尽管 C++ STL 支持所有这些（甚至可能由语言标准本身），但这些机制的实现是依赖于操作系统的。

标签： c++ wait

【解决方案1】：

这些是操作系统必须支持的功能。

操作系统负责为您的进程和线程分配时间，您需要这些功能来控制（或者更确切地说，发出请求）该机制。

您的 C++ 标准库实现调用操作系统提供的特定于平台的函数。

如果不使用您已经列出的那种 C++ 类型/函数：互斥体和计时器（或者不自己调用这些操作系统函数，就像我们在过去所做的那样！），就无法自己复制它。你所能做的就是一个自旋锁，就像你已经演示过的那样。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以通过调用阻止线程执行的系统调用来实现这一点。

您通常不直接调用系统，而是使用包装函数，这是对系统特定细节的抽象。这种方法使您的程序可以移植到不同的系统。

事实上，这正是std::condition_variable::wait 等标准函数的含义：对系统接口的抽象，在这种情况下阻塞线程。 std::cin::operator>> 是另一个阻塞线程执行的函数调用示例。

【讨论】：