在多线程服务器程序中使用linux信号处理程序每25ms执行一次浮点计算的程序的实现？答案

【问题标题】：Implementation of a program to carry out floating point calculations every 25ms using a linux signal handler in a multi-threaded server program?在多线程服务器程序中使用linux信号处理程序每25ms执行一次浮点计算的程序的实现？
【发布时间】：2016-12-07 16:20:34
【问题描述】：

我的目标：我需要计算我的系统的新控制输入，并在精确的采样时刻更新我正在编程的机器人的位置。

问题背景：我有一个功能正常的服务器程序，可以为多个客户端提供服务，并且可以进行简单的机器人操作。为此，我有两个线程，一个用于控制机器人，一个用于服务多个客户端。现在我需要在精确的采样时刻实现更复杂的群算法。我已经成功编写了一个使用 SIGVTALRM 每 25 毫秒中断一次的辅助程序（使用 setitimer() ）。

现在我需要关于如何最好地进行设计的建议。我主要担心的是如何在信号处理程序中执行算法，因为由于多线程和信号安全功能，它必须满足许多约束。

对不起，解释太长了，但我觉得一个好的解释会产生一个好的答案。

感谢您的宝贵时间！！

【问题讨论】：

时间需要有多精确？ +- 1 毫秒？ +- 10 毫秒？
+- 0.1ms 就足够了。
你看过timer_create和timer_settime吗？
我已经简要地阅读了它们，但没有详细研究它们。与 setitimer() 方法相比，它们有什么特别的优势吗？谢谢

标签： c linux multithreading pthreads signals

【解决方案1】：

正如您所指出的，在信号处理程序中做任何类型的工作都是令人讨厌的。为了避免刺激，我会产生另一个线程（如果你有空间的话），并让那个线程在信号量上等待。然后，您可以从信号处理程序发布到该信号量以唤醒您的处理线程。

这仍然会受到调度程序的影响，而且我不确定（没有做一些测试）这是否能够满足您的 100us 截止日期，但值得一试。

【讨论】：

非常有帮助！谢谢:)

【解决方案2】：

我同意应避免在信号处理程序中执行工作，尤其是在多线程应用程序中。在 POSIX 的异步信号环境中，您可以安全地做的事情很少。

我会完全避免使用信号：您可以简单地生成一个线程，在执行必要的工作之前等待下一个截止日期，然后循环再次等待：

#include <time.h>
#include <errno.h>

void *timed_calculation_thread(void *ptr)
{
    struct timespec deadline;

    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &deadline);

    while(1)
    {
        /* Perform floating point calculations, update robot state
         * etc. here */

        /* Add 25ms to previous deadline */
        deadline.tv_nsec += 25000000;
        deadline.tv_sec += deadline.tv_nsec / 1000000000;
        deadline.tv_nsec %= 1000000000;
        /* Sleep until new deadline */
        while (clock_nanosleep(CLOCK_MONOTONIC, TIMER_ABSTIME, &deadline, NULL) != 0)
            if (errno != EINTR) return NULL;
    }

    return NULL;
}

如果您的进程以足够的权限运行，您还可以为该线程提供实时调度类（如有必要）。

实际上，这可以为您提供相当好的延迟结果。

【讨论】：

谢谢，会试一试，让你知道:)！