Windows 睡眠功能极慢

Question

我正在通过 Windows.h 使用 Sleep 命令制作程序，并且在 Windows 10 而不是 Windows 7 上运行我的程序时遇到了令人沮丧的差异。我将我的程序简化为下面的程序，它表现出与我相同的行为更复杂的程序。

在 Windows 7 上，这个 5000 计数循环以 1 毫秒的时间运行睡眠功能。这需要 5 秒才能完成。

在 Windows 10 上，当我运行完全相同的程序（完全相同的二进制可执行文件）时，该程序几乎需要一分钟才能完成。

对于我的应用程序来说，这是完全不可接受的，因为我需要有 1ms 的时间延迟才能与我正在使用的硬件进行交互。

我还尝试了另一篇文章的建议以使用 select() 命令（通过 winsock2），但该命令也无法延迟 1 毫秒。我已经在多台 Windows 7 和 Windows 10 PC 上尝试过这个程序，问题的根本原因总是指向使用 Windows 10 而不是 Windows 7。该程序总是在大约 5 秒内在众多 Windows 7 PC 和多个 Windows 上运行我测试过的 10 台电脑的持续时间要长得多~60 秒。

我一直在使用 Microsoft Visual Studio Express 2010 (C/C++) 和 Microsoft Visual Studio Express 2017 (C/C++) 来编译程序。 Visual Studio 的版本不影响结果。

我还将编译选项从“调试”更改为“发布”，并尝试优化编译器，但这也无济于事。

任何建议将不胜感激。

#include <stdio.h>
#include <Windows.h>

#define LOOP_COUNT      5000

int main()
{
    int i = 0;

    for (i; i < LOOP_COUNT; i++){
        Sleep(1);
    }

    return 0;
}

Answer 1

我需要有 1 毫秒的时间延迟才能与我正在使用的硬件进行交互

Windows 不适合这项工作。

如果您坚持使用这个错误的工具，您将不得不做出妥协（例如使用忙等待并接受相应的电池寿命不佳）。

您可以使用timeBeginPeriod(1) 使Sleep() 更准确，但这取决于您的硬件外围设备对“一毫秒”延迟的限制——这是某个范围的最小值、最大值还是中间值？ -- 它仍然会以非零概率无法满足您的时序要求。

timeBeginPeriod 函数请求周期性计时器的最小分辨率。

与具有严格时序容差的硬件通信的正确解决方案是嵌入式微控制器，它通过一些非常灵活的接口（例如 UART 或以太网）与 Windows PC 通信，缓冲数据，并使用硬件定时器生成定义明确的信号时机。

在某些情况下，您可以使用 Windows PC 中已经存在的嵌入式电路，例如“声卡”功能。

Answer 2

@BenVoigt 和@mzimmers 感谢您的回复和建议。我确实为这个问题找到了一个独特的解决方案，这个解决方案的灵感来自我在下面直接链接的帖子。

Units of QueryPerformanceFrequency

在这篇文章中，BrianP007 编写了一个函数来查看 Sleep(1000) 命令的执行速度。然而，当我在玩的时候，我意识到 Sleep() 接受 0。因此，我使用了与链接帖子类似的结构来查找循环直到达到 1ms 的 delta t 所需的时间。

出于我的目的，我将 i 增加了 100，但它可以增加 10 或 1，以便更准确地估计我应该是什么。

获得 i 的值后，您可以使用该值在您的机器上获得大约 1 毫秒的延迟。如果你在一个循环中运行这个函数（我运行了 100 次），我可以得到从 i = 3000 到 i = 6000 的任何值。但是，我的机器平均在 5500 左右。这种分布可能是由于抖动/时钟频率变化通过处理器中的时间。

下面的processor_check() 函数只找出for 循环参数应该返回什么值；实际的“计时器”只需要在其中包含 Sleep(0) 的 for 循环即可在机器上运行分辨率约为 1 毫秒的计时器。

虽然这种方法并不完美，但它比使用 Sleep(1) 更接近并且效果更好。我必须对此进行更彻底的测试，但请让我知道这是否也适合您。如果您自己的应用程序需要它，请随时使用下面的代码。这段代码应该可以直接复制粘贴到 Visual Studio 中一个空的命令提示符 C 程序中而无需修改。

/*ZKR Sleep_ZR()*/

#include "stdio.h"
#include <windows.h>

/*Gets for loop value*/
int processor_check()
{
    double delta_time = 0;
    int i = 0;
    int n = 0;

    while(delta_time < 0.001){
        LARGE_INTEGER sklick, eklick, cpu_khz;

        QueryPerformanceFrequency(&cpu_khz);
        QueryPerformanceCounter(&sklick);
        for(n = 0; n < i; n++){
            Sleep(0);
        }
        QueryPerformanceCounter(&eklick);
        delta_time = (eklick.QuadPart-sklick.QuadPart) / (double)cpu_khz.QuadPart;

        i = i + 100;
    }
    return i;
}

/*Timer*/    
void Sleep_ZR(int cnt)
{
    int i = 0;
    for(i; i < cnt; i++){
        Sleep(0);
    }
}


/*Main*/
int main(int argc, char** argv)
{
    double average = 0;
    int i = 0;
    
    /*Single use*/
    int loop_count = processor_check();
    Sleep_ZR(loop_count);
    
    /*Average based on processor to get more accurate Sleep_ZR*/
    for(i = 0; i < 100; i++){
        loop_count = processor_check();
        average = average + loop_count;
    }
    average = average / 100;
    printf("Average: %f\n", average);

    /*10 second test*/
    for (i = 0; i < 10000; i++){
        Sleep_ZR((int)average);
    }

    return 0;
}