问题
我正在使用.Net 4.5创建一个基于 Windows 7 的 C# WPF应用程序,它的一个主要功能是调用某些函数,这些函数与具有一组用户定义的循环时间的自定义硬件接口。例如,用户可能会选择每 10 或 20 毫秒调用两个函数以及每 500 毫秒调用另一个函数。用户可选择的最小循环时间为 1 毫秒。
起初,时间似乎是准确的,并且根据需要每 1 毫秒调用一次函数。但是我们后来注意到大约1-2%的时间是不准确的,有些函数被调用只延迟了 5 毫秒,而其他函数可能会延迟到 100 毫秒。即使循环时间大于 1 毫秒,我们也面临线程休眠的问题,它应该调用外部函数(一个 20 毫秒的函数可能会延迟 50 毫秒调用,因为线程正在休眠并且没有调用该函数)
经过分析,我们得出结论,这些延迟是零星的,没有明显的模式,这些延迟背后的主要原因可能是操作系统调度和线程上下文切换,换句话说,我们的线程并没有像我们需要的那样一直处于唤醒状态.
由于 Windows 7 不是 RTOS,我们需要找出是否可以以某种方式解决此问题。但我们确实知道这个问题在 Windows 上是可以解决的,因为我们使用其他具有类似功能的工具,可以满足最大 0.7 ms 容错的时序约束。
我们的应用程序是多线程的,最多同时运行 30 个线程,其当前 CPU 使用率峰值约为 13%
尝试的解决方案
我们尝试了很多不同的东西,主要是使用秒表计时器来测量计时,并且IsHighResolution为 true(使用了其他计时器,但我们没有注意到太大差异):
创建一个单独的线程并赋予它高优先级
结果:无效(使用可怕的Thread.Sleep(),没有它并使用连续轮询)
使用 C# 任务(线程池)
结果:改进很小
使用 1ms 周期的多媒体定时器 …