Windows下高精度定时器讨论

获得高精度时间点是可能的，但高精度时间段是比较难的，精度越高受到各方面的影响越大
只有QueryPerformanceCounter能突破1ms，内部就是一条汇编语句直接读cpu晶振读数，
但容易受到线程排队和消息队列延迟带来的影响，不稳定

QueryPerformanceCounter
缺点是精度不够高，优点是产生的间隔能突破1ms的限制，可以达到更小的间隔，理论上事件产生的频率可以和系统定时器的频率一样
如果为0.001则为1ms产生一次，理论上如果Interval为1，则以最大的频率产生事件。即可以用Windows产生很高频率的事件，但是由于线程的调用是要有时间的，有的时候可能会造成这个线程一直没有得到执行，从而造成有一段时间没有进行计数，这段时间的定时事件就没有产生了，如果定时的频率越高，丢失的可能性就越大。但如果用它来产生高频随时间变化的随机信号还是很有价值的。这在实时仿真中尤其如此。

此外cpu占用也很高，及时相应cpu就一定很忙

private void CountTime(long dwUs)
        {

            if (dwUs < 0) return;
            long ctr1 = 0, ctr2 = 0;
            if (freq == 0) QueryPerformanceFrequency(ref freq);
            if (QueryPerformanceCounter(ref ctr1) != 0)    // Begin timing.
            {
                do
                {
                    QueryPerformanceCounter(ref ctr2);    // Finish timing.
                } while (((ctr2 - ctr1) * 1.0 * 1000000 / freq) < dwUs);
            }
            else
            {
                Thread.Sleep(Convert.ToInt32(dwUs / 1000));
            }
        }
        [DllImport("kernel32.dll")]
        extern static short QueryPerformanceFrequency(ref long x);
        [DllImport("kernel32.dll")]
        extern static short QueryPerformanceCounter(ref long x);

Windows下要实现稳定的1ms定时是不可能的,Windows本来就不是实时操作系统,当初的设计就是不用来高精度定时,CreateWaitableTimer,SetWaitableTimer 可以精确到100纳秒,但是波动性仍然很大.另外多媒体定时器也可以实现1ms的定时,不过最多只能开16个定时器,而且实际时间波动也不小

我们知道， 在linux上， sleep函数的单位是s, 那怎么进行微妙级别的定时呢？ 用select函数即可。 但是， 在Windows上， 强烈不建议将select函数用作定时器（该语句出自大名鼎鼎的Windows Socket这本书）， 下面我们来实战一下：

       看程序：

[cpp] view plain copy

1. #include <winsock2.h>  
2. #include <stdio.h>  
3. #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")  
4.   
5. int main()  
6. {  
7.     WORD wVersionRequested;  
8.     WSADATA wsaData;  
9.     wVersionRequested = MAKEWORD(1, 1);  
10.     WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );  
11.   
12.     SOCKET sockClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
13.   
14.       
15.     fd_set read_set;  
16.     struct timeval t;  
17.     FD_ZERO(&read_set);   
18.     FD_SET(sockClient, &read_set);   
19.     t.tv_sec = 3;   
20.     t.tv_usec = 0;  
21.   
22.   
23.     int ret = select(-1, NULL, NULL, NULL, &t);  
24.     printf("ret is %d, %d, %d\n", ret, GetLastError(), WSAEINVAL);  
25.   
26.   
27.     closesocket(sockClient);  
28.     WSACleanup();  
29.   
30.     return 0;  
31. }  

       结果为：ret is -1, 10022, 10022

       为什么会这样呢？ Windows Sockets 专家Bob Quinn说过， 在Windows中， 如果select函数的第2, 3, 4个参数为NULL， 那么， select函数会经常返回失败的-1.

       好， 我们来改一下程序：

[cpp] view plain copy

1. #include <winsock2.h>  
2. #include <stdio.h>  
3. #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")  
4.   
5. int main()  
6. {  
7.     WORD wVersionRequested;  
8.     WSADATA wsaData;  
9.     wVersionRequested = MAKEWORD(1, 1);  
10.     WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );  
11.   
12.     SOCKET sockClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
13.   
14.       
15.     fd_set read_set;  
16.     struct timeval t;  
17.     FD_ZERO(&read_set);   
18.     FD_SET(sockClient, &read_set);   
19.     t.tv_sec = 3;   
20.     t.tv_usec = 0;  
21.   
22.   
23.     int ret = select(-1, &read_set, NULL, NULL, &t); // 改动了  
24.     printf("ret is %d, %d, %d\n", ret, GetLastError(), WSAEINVAL);  
25.   
26.   
27.     closesocket(sockClient);  
28.     WSACleanup();  
29.   
30.     return 0;  
31. }  

       程序的结果为：ret is 0, 0, 10022

       而且， 我们确实看到， 起到了3秒定时的作用。 但是， 我们看看， 这个定时明显受制于sockClient啊， 根据之前博文的分析， 如果sockClient上有数据可读， 那么程序会立即返回1, 从而失去了定时的作用。

       综上所述， 在Windows上， 不要用select函数做定时器。 而在linux上， 这么用很常见。