C++ 中的超时变量使用什么类型？

Question

在 C++ 中编写一个将超时作为其参数之一的函数时，我应该为超时参数本身使用什么类型？

这种函数的一个例子可能是：

void my_function(bool work_really_hard, timeout_type timeout)
{
// Do stuff, until timeout is reached.
}

我曾考虑将std::chrono::seconds 用于timeout_type，但这不允许在亚秒级领域使用任何超时。

当使用 std::chrono::nanoseconds 代替时，指定 10 分钟是很麻烦的。

有什么方法可以合理地解决这个问题，同时保持函数签名和调用简洁明了？

Answer 1

当使用 std::chrono::nanoseconds 代替时，很麻烦 指定，比如说 10 分钟。

其实一点也不麻烦：

#include <chrono>
#include <iostream>

void my_function(bool work_really_hard, std::chrono::nanoseconds timeout)
{
    std::cout << timeout.count() << '\n';
}

int main()
{
    my_function(true, std::chrono::minutes(10));
}

输出：

600000000000

您唯一会遇到nanoseconds 问题的情况是，如果您想传递不能完全转换为nanoseconds 的内容，例如picoseconds 或duration<long, ratio<1, 3>>（1/3 秒单位） )。

更新

我打算将此答案作为已接受答案的附加信息，我认为这是一个很好的答案（由 sehe）。 sehe 推荐了一个模板化的解决方案，我也认为这很好。

如果你想接受 any std::chrono::duration，即使是你可能不得不接受 truncate or round 的那个，那么选择 sehe 删除的答案是最好的选择：

template <typename Rep, typename Period>
void my_function(bool work_really_hard, std::chrono::duration<Rep, Period> timeout)
{
    // Do stuff, until timeout is reached.
    std::this_thread::sleep_for(timeout);
}

如果出于某种原因您不想处理模板和/或您满足于让您的客户只需要指定完全可转换为 std::chrono:nanoseconds 的单位，那么使用上面显示的 std::chrono:nanoseconds 也是完全可以接受。

所有std::chrono“预定义”单位：

hours
minutes
seconds
milliseconds
microseconds
nanoseconds

可以隐式转换为nanoseconds，并且不会涉及任何截断或舍入错误。只要您将其保持在两条明亮的白线之内，就不会发生溢出（将汽车保持在自己的车道上的晦涩参考）。只要持续时间在 +/- 292 年之内，您就不必担心这些预定义单位会溢出。

标准定义的函数（例如std::this_thread::sleep_for）按照sehe 的建议进行模板化，这正是希望与每个可想象的chrono:duration 可互操作的原因（例如浮点飞秒的1/3）。由 API 设计者决定他们是否需要在自己的 API 中具有如此高的灵活性。

如果我现在设法让您感到困惑而不是澄清，请不要太担心。如果你选择使用nanoseconds，事情要么完全正常，没有截断或舍入错误，要么客户端会得到一个编译时错误。会有no运行时错误。

void my_function(bool work_really_hard, std::chrono::nanoseconds timeout)
{
    std::cout << timeout.count() << '\n';
}

int
main()
{
    using namespace std;
    using namespace std::chrono;
    typedef duration<double, pico> picoseconds;
    my_function(true, picoseconds(100000.25));
}

test.cpp:15:9: error: no matching function for call to 'my_function'
        my_function(true, picoseconds(100000.25));
        ^~~~~~~~~~~
test.cpp:4:10: note: candidate function not viable: no known conversion from 'duration<double, ratio<[...], 1000000000000>>' to
      'duration<long long, ratio<[...], 1000000000>>' for 2nd argument
    void my_function(bool work_really_hard, std::chrono::nanoseconds timeout)
         ^
1 error generated.

如果客户端遇到编译时错误，他总是可以使用duration_cast 来解决它：

my_function(true, duration_cast<nanoseconds>(picoseconds(100000.25)));  // Ok

更多详情请见：

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2661.htm

对此答案顶部的原始代码进行了甜蜜更新。在 C++1y 中，我们希望这意味着 C++14：

using namespace std::literals;
my_function(true, 10min);  // also ok, is equal to 600000000000 nanoseconds

问题：你会推荐什么作为“无限”超时（即不要超时）

我会首先尝试使用没有超时的 API，这意味着“不会超时”。例如condition_variable::wait。如果我可以控制 API，我会创建这样的签名而不会超时。

如果做不到这一点，我会创建一个“大”系列chrono::durations：

using days = std::chrono::duration
<
    std::int32_t, std::ratio_multiply<std::chrono::hours::period, std::ratio<24>>
>;

using weeks = std::chrono::duration
<
    std::int32_t, std::ratio_multiply<days::period, std::ratio<7>>
>;

using years = std::chrono::duration
<
    std::int32_t, std::ratio_multiply<days::period, std::ratio<146097, 400>>
>;

using months = std::chrono::duration
<
    std::int32_t, std::ratio_divide<years::period, std::ratio<12>>
>;

然后我会在通话中使用这些较长的持续时间之一，例如：

std::this_thread::sleep_for(years(3));

我不会尝试将 push_things 最大化（例如，您可能会破坏操作系统所做的基本假设）。随便挑一些大得离谱的东西（比如 3 年）。这会引起您的代码审查员的注意，并可能会引发一次内容丰富​​的对话。 :-)

现在可以在视频中看到：https://www.youtube.com/watch?v=P32hvk8b13M :-)

Answer 2

为超时类型使用模板参数，并期望std::chrono 类型之一，或具有类似接口的东西；这将允许您通过任何时间单位。

template<typename T>
void wait_a_while(const T& duration)
{
   std::this_thread::sleep(duration);
}

wait_a_while(boost::posix_time::seconds(5));
wait_a_while(std::chrono::milliseconds(30));