Multithreading Windows中多线程的时间消耗是不正常的

Windows中多线程的时间消耗是不正常的。我们的设备有5个喷嘴，流程为：

喷嘴同时拾取切屑，所以我使用5个螺纹来完成

将喷嘴移到另一个地方

把筹码放进去

它在正常时间是平滑的，但有时在移动到另一个地方之前会有短暂的停顿（我们可以很明显地看到）。正常情况下，拾取芯片大约需要80毫秒，有时会变为130毫秒。我编写了一个简单的代码来测试它：

#include "stdafx.h"
#include <WINDOWS.H>
#include <PROCESS.H>
#include <iostream>
#include <Mmsystem.h>

#pragma comment(lib, "winmm.lib")

using namespace std;

static TIMECAPS                 l_timecaps;

UINT WINAPI MainThread(LPVOID lParam /* = NULL */);
UINT WINAPI TestThread(LPVOID lParam /* = NULL */);
void MainProcess();

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    //set current process priority as real time
    SetPriorityClass(GetCurrentProcess(), REALTIME_PRIORITY_CLASS);

    //use more accurate time
    timeGetDevCaps(&l_timecaps, sizeof(l_timecaps));
    timeBeginPeriod(l_timecaps.wPeriodMin);

    UINT uiThreadId = 0;
    HANDLE hEvents = (HANDLE) _beginthreadex(NULL, 0, MainThread, NULL, 0, &uiThreadId);
    SetThreadPriority(hEvents, THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL);

    WaitForSingleObject(hEvents, INFINITE);

    cerr << endl << "Press Enter to exit." << endl;
    while (cin.get() != '\n');

    timeEndPeriod(l_timecaps.wPeriodMin);

    return 0;
}

UINT WINAPI MainThread(LPVOID lParam /* = NULL */)
{
    int i = 0;
    while (i < 100)
    {
        MainProcess();
        i++;
    }

    return 0;
}

void MainProcess()
{
    const int THREAD_NUMBER = 5;
    static HANDLE hEvents[THREAD_NUMBER]; 
    for (int i = 0; i < THREAD_NUMBER; ++i)
        hEvents[i] = NULL;

    //log time with more accurate time
    LARGE_INTEGER liPerfFreq={0};
    LARGE_INTEGER liBeginRunTime = {0}; 
    long lBeginRunTime = 0; 
    QueryPerformanceFrequency(&liPerfFreq); 
    QueryPerformanceCounter(&liBeginRunTime);
    lBeginRunTime = liBeginRunTime.QuadPart * 1000 / liPerfFreq.QuadPart;

    for (int i = 0; i < THREAD_NUMBER; ++i)
    {
        UINT uiThreadId = 0;
        hEvents[i] = (HANDLE) _beginthreadex(NULL, 0, TestThread, NULL, 0, &uiThreadId);
        SetThreadPriority(hEvents[i], THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL);

        //assign to cpu
        SetThreadAffinityMask(hEvents[i], 0x00000001 + i);
    }

    //wait all threads finished
    WaitForMultipleObjects(THREAD_NUMBER, hEvents, TRUE, INFINITE);

    LARGE_INTEGER liEndRunTime = {0};
    long lEndRunTime = 0; 
    QueryPerformanceCounter(&liEndRunTime);
    lEndRunTime = liEndRunTime.QuadPart * 1000 / liPerfFreq.QuadPart;

    cout << "time: " << lEndRunTime - lBeginRunTime << endl;
}


UINT WINAPI TestThread(LPVOID lParam /* = NULL */)
{
    //do nothing
    return 0;
}

#包括“stdafx.h”
#包括
#包括
#包括
#包括
#pragma注释（lib，“winmm.lib”）
使用名称空间std；
静态时间上限l_时间上限；
UINT WINAPI主线程（LPVOID lParam/*=NULL*/）；
UINT WINAPI测试线程（LPVOID lParam/*=NULL*/）；
void MainProcess（）；
int _tmain（int argc，_TCHAR*argv[]
{
//将当前进程优先级设置为实时
SetPriorityClass（GetCurrentProcess（），实时优先级类）；
//使用更精确的时间
timeGetDevCaps（&l_timecaps，sizeof（l_timecaps））；
timeBeginPeriod（l_timecaps.wPeriodMin）；
UINT uiThreadId=0；
HANDLE hEvents=（HANDLE）u beginthreadex（NULL，0，MainThread，NULL，0，&uiThreadId）；
设置线程优先级（事件、线程优先级、时间关键）；
WaitForSingleObject（hEvents，无限）；
cerr您的测试线程什么都不做。所有的时间都花在创建和关闭线程上。内核对象管理器和调度程序中的开销将占主导地位。也许一些线程不得不等待其他线程持有（通过API调用）内核锁，从而出现延迟

当然，这些内部线程可能会在设置优先级的调用完成之前完成：要设置优先级，您确实需要先启动挂起的线程，然后再启动它

因为你没有测量任何东西，所以你所有的都是间接费用，这将取决于其他情况

还请记住，虽然您有诸如
THREAD\u PRIORITY\u TIME\u CRITICAL之类的名称，但Windows不是实时操作系统。
您在哪个平台上进行此测试？（核心？超线程？）多少个内核？多线程？@Arno有2个内核和4个多线程。你应该查看你的
SetThreadAffinityMask
，掩码最大为
0x00000001+THREAD\u NUMBER=5-1
，你的系统不支持
cpu
。始终查看函数返回值。你应该在中得到错误\u无效\u参数这种情况。通过这种方式，5个线程中的两个可能被迫在同一个逻辑cpu上运行。并且：您可能会问自己是否正在处理。是的，您所说的设置它们的优先级是正确的。我们仍然不知道windows中发生了什么，以及如何避免it@JackyZhou见最后一段。几十种变体毫秒数是正常的（调度程序量）。如果您需要在该时间级别上的简洁性，则需要一个适当的RTOS。我很难将项目从windows迁移到RTOS，我不熟悉RTOS，而且项目有点复杂complicated@JackyZhou“RTOS”=“实时操作系统”如果你深入到一个有实时需求的项目中，而没有确保你的平台不能满足这些需求，那么你就会遇到一个没有简单解决方案的问题。