c++ - 简单的操作浪费时间？

Question

我正在寻找一个简单的操作/例程，如果连续重复可能会“浪费”时间。

我正在研究 gprof 如何配置应用程序，因此这种“浪费时间”需要在用户空间中浪费时间，并且不应该需要外部库。IE，调用 sleep(20) 将“浪费” 20 秒的时间，但 gprof 不会记录这个时间，因为它发生在另一个库中。

对于可以重复浪费时间的简单任务有什么建议吗？

Answer 1

Tomalak 解决方案的另一个变体是设置警报，因此在您的忙等待循环中，您不需要继续发出系统调用，而只需检查信号是否已发送。

Answer 2

在不产生 CPU 的情况下“浪费”时间的最简单方法是紧密循环。

如果您不需要限制浪费的持续时间（例如，您可以通过在完成后简单地终止进程来控制它），然后使用 C 风格^*：

for (;;) {}

（但请注意，该标准允许实现假设程序最终会终止，所以从技术上讲，这个循环 - 至少在 C++0x 中 - 具有未定义的行为并且可以被优化！^**

否则，您可以手动计时：

time_t s = time(0);
while (time(0) - s < 20) {}

或者，如果在 GNU 兼容的系统上，您可以使用“警报”来结束循环，而不是重复发出time系统调用（这将导致在内核中花费一些时间） ：signal.h

alarm(20);
while (true) {}

在"Handler Returns"的文档页面上甚至还有一个非常相似的示例。

（当然，这些方法都会让你在中间时间达到 100% 的 CPU，并让毛茸茸的独角兽从你的耳朵里掉出来。）

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^{*为了清楚起见，故意使用{}尾随而不是;故意使用。归根结底，在这样的上下文中写分号是没有任何借口的；这是一个可怕的习惯，当你在“真实”代码中使用它时，它会成为一个维护陷阱。}

^{** 见[n3290: 1.10/2]和[n3290: 1.10/24]。}

Answer 3

一个简单的循环就可以了。如果您正在研究 gprof 的工作原理，我假设您已经缓慢而仔细地阅读了这篇论文。我还假设您熟悉这些问题。

Answer 4

这是一个繁忙的循环，它在现代硬件上每次迭代运行一个周期，至少由clang或gcc可能任何具有至少一些优化标志的合理编译器编译：

void busy_loop(uint64_t iters) {
    volatile int sink;
    do {
        sink = 0;
    } while (--iters > 0);
    (void)sink;
}

这个想法只是存储到volatile sink每次迭代。这可以防止循环被优化掉，并使每次迭代都有可预测的工作量（至少一个存储）。现代硬件每个周期可以做一次存储，而循环开销一般可以在同一个周期内并行完成，因此通常实现每次迭代一个周期。iters因此，您可以通过除以您的 CPU 速度（以 GHz为单位）来计算给定数量的挂钟时间（以纳秒为单位）。例如，一个 3 GHz CPU 大约需要 2 秒（20 亿纳秒）才能达到busy_loop.iters == 6,000,000,000