多线程中线程执行时间严格控制到毫秒级

conger_eel 2017-03-10 05:42:49

一个实时曲线（采样频率50Hz）显示的问题，数据存在数据库中，要求曲线平滑。

采用多线程方式模拟实时曲线，就两个线程，一个读数据线程，一个更新曲线线程。





              Thread thread_GetDatabase = new Thread(GetDatabase);

                thread_GetDatabase.Start();



               Thread  thread_updatechart = new Thread(UpdateChart);

                thread_updatechart.Priority = ThreadPriority.Highest;

                thread_updatechart.Start();

数据存放到共享队列中，读数据线程写入队列，更新曲线线程从该队列读数据并显示。



 private static ConcurrentQueue<double> _ConcurrentQueueBuffer { get; set; }

读数据库线程，循环读取，间隔时间500毫秒



private void GetDatabase()

        {        

                while (true)

                {               

                    GetDataFromOracle();          

                    Thread.Sleep(500);

                }          

        }

更新曲线线程，循环读取，间隔20毫秒



 private void UpdateChart()

        {

          while(true)

          {

                     update();          // 更新操作 更新操作的时间在0-1毫秒之间

                    Thread.Sleep(20);

           }

          }

问题：长时间运行，更新曲线线程不能精确到20ms执行1次，大概1秒钟延迟2-3 毫秒，15分钟曲线延迟1秒钟，共享队列中的长度再逐步加大。随着时间推移，延迟越来越久，即取数据的线程的速度跟不上读数据库的线程。

分析： 1. 可能 updatachart 线程的优先级有问题，后来设置为 highest优先级，还是一样。
2. 读数据线程 GetDatabase 线程间隔500ms 太小，导致 CPU对updatchart 线程切换不能精确到20ms，调整到1000ms，但是会出现共享队列的数据不够，曲线停顿的情况。

请问如何保证 updatchart 线程精确到20ms 执行一次？画图用的是WPF的livechart控件。
谢谢各位！

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crystal_lz 2017-03-13

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你才延迟即毫秒庆幸了吧你。。 windows默认10毫秒切换一次时间片假设单核cpu下电脑中一共10个线程其中一个是你的而且每个线程都需要占用大量的cpu时间比如里面写上死循环那么这种情况每个线程都会把10毫秒用满而轮询一圈时间片切换到你的线程的时候已经过了90毫秒了你觉得你里面的Sleep(20)有用？当执行到你的Sleep的时候那么系统认为你将放弃你所拥有的时间片那么立即切换到其他线程去一圈后回来如果时间还没有到你的20毫秒那么继续切放弃你的时间片再回来的时候发现你的20毫秒已经到了那么这个时候你的代码才会得到执行的机会所以说你现在还觉得windows下面想要毫秒级别还会准吗？尤其实在cpu使用率很高的情况下有一种很不友好的很暴力的方式来稍微提高一下精度就是：时间 a = 当前时间; while（当前时间 - a < 20毫秒）{/*空循环把cpu的时间片占着不要让他切走*/} 但是这样会让你的cpu使用率变高但是上面的并不能解决你的问题因为你只有10毫秒执行时间结果你要执行20毫秒的空循环所以时间片要到你两次才能把空循环执行完毕还要等第三次时间片进入才能执行你真正想要执行的代码所以你还白白浪费了20毫秒的cpu时间如果说你的延时比较小10毫秒内那么到可以考虑一下上面的代码

大然然 2017-03-13

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引用 11 楼 conger_eel 的回复:

[quote=引用 9 楼 shingoscar 的回复:] 我记忆里初中生就应该明白一个点可以用（x,y）表示然而……ConcurrentQueue<double> 请问楼主什么学历？

不才，没你学历高。时间信息，是利用系统时间累加的。数据库中偶尔有数据缺失，不能让曲线看起来不连贯。清楚了没，博士？[/quote] 我仔细读了两边才明白他的意思，他的疑问可能是一个点用x,y表示，应该是2个整形，但他没有弄懂你为什么用一个double, ConcurrentQueue<double>

by_封爱版主 2017-03-13

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好好的技术帖怎么说说就变成了装B帖了?

conger_eel 2017-03-13

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引用 17 楼 crystal_lz 的回复:

你才延迟即毫秒庆幸了吧你。。 windows默认10毫秒切换一次时间片假设单核cpu下电脑中一共10个线程其中一个是你的而且每个线程都需要占用大量的cpu时间比如里面写上死循环那么这种情况每个线程都会把10毫秒用满而轮询一圈时间片切换到你的线程的时候已经过了90毫秒了你觉得你里面的Sleep(20)有用？当执行到你的Sleep的时候那么系统认为你将放弃你所拥有的时间片那么立即切换到其他线程去一圈后回来如果时间还没有到你的20毫秒那么继续切放弃你的时间片再回来的时候发现你的20毫秒已经到了那么这个时候你的代码才会得到执行的机会所以说你现在还觉得windows下面想要毫秒级别还会准吗？尤其实在cpu使用率很高的情况下有一种很不友好的很暴力的方式来稍微提高一下精度就是：时间 a = 当前时间; while（当前时间 - a < 20毫秒）{/*空循环把cpu的时间片占着不要让他切走*/} 但是这样会让你的cpu使用率变高但是上面的并不能解决你的问题因为你只有10毫秒执行时间结果你要执行20毫秒的空循环所以时间片要到你两次才能把空循环执行完毕还要等第三次时间片进入才能执行你真正想要执行的代码所以你还白白浪费了20毫秒的cpu时间如果说你的延时比较小10毫秒内那么到可以考虑一下上面的代码

谢谢，关键还是windwos 的调度机制不是实时的