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以下のコードを実行すると1秒で処理が終わるはずが10秒ほどかかります。
CPU8コアのマシンで、他のプログラムはほとんど負荷がなく余裕がある状態です。
何故でしょうか?

また、意図した通り1ミリ秒だけ待機したいのですがどうしたらいいでしょうか?
(他のスレッドに処理を移すのでピッタリ1ミリ秒といかないのは理解しています。ですがCPUがほとんど使われていない状態で10倍かかるのは困っています)

    static void Main(string[] args)
    {
        int n = 0;
        while (true)
        {

            Thread.Sleep(1);
            if (n++ > 1000) break;
        }
    }

補足になりますが、秒間1000回ある処理を行うというのが目的です。
その処理自体はスレッドで行うのですが、その処理をスレッドに行ってもいいと指令をくだすのがこのメインスレッドです。

補足

回答に提示していただいた下記コードをそのまま実行し、「15000ミリ秒」ほどかかりました。
Thread.Sleep(1);をコメントアウトすると瞬時で終わります。
CPUはほとんど使われていません。

var stopwatch = Stopwatch.StartNew();
int n = 0;
while (true) {
    Thread.Sleep(1);
    if (n++ > 1000) break;
}
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
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  • 2
    初回起動に時間がかかるのかなと思いましたが、ウチでも試してみたところではそれでも10秒もかからず、再現しませんでした。
    – BLUEPIXY
    Commented 2016年10月11日 8:36
  • 別スレッドの呼び出しに時間がかかっているのではなくて、”Thread.Sleep”に時間がかかっているのでしょうか?
    – user10259
    Commented 2016年10月11日 8:58
  • ちょっと調べます。手元のマシンだとすぐに処理が終わりました
    – noside
    Commented 2016年10月11日 9:11
  • 最初はスレッドの生成にコストがかかっているのかと思い、あらかじめスレッドを生成しておくように変更しました。それでも変わりませんでした。今そのマシンを再起動していますので、もう少し調べてみます
    – noside
    Commented 2016年10月11日 9:15
  • というか、スレッド関係なく上記のサンプルコードだけで10秒かかるという状態です。
    – noside
    Commented 2016年10月11日 9:19

6 件の回答 6

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どうも以下のどちらかの条件でレイテンシが16ms程度に悪化するように思われます。

  • ReleaseビルドのアセンブリをVisual Studio外から起動する
  • Visual Studioホスティングプロセスを有効にしたうえでReleaseビルドのデバッグを行い、しばらくThread.Sleep(1)を実行し続ける (なおVsHub.exeを強制終了すると元に戻ります)

※実行環境はWindows 10/x64/Visual Studio 2015/32bit優先

Releaseで発生することから最適化による差異と思われますが、そもそもThread.Sleep(int)の精度は全く保証されておりませんので

  • Thread.Sleep(1)の間隔が変化することを見越したプログラムを書く
  • Thread.Sleep(0)に変更する(これもレイテンシが変化します)
  • コンテキストスイッチを行わずに1ms待機する

    // Thread.Sleep(1)の代わりにwhileで時間を潰す
    while (stopwatch.ElapsedMilliseconds < n + 1){}

というような方針を取った方が良いかと思います。

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  • 非常に有益な情報をありがとうございます。whileを使った案は良さそうですね。参考にさせていただきます。
    – noside
    Commented 2016年10月13日 9:18
  • 1
    FYI: Thread.Sleep(1)Thread.Sleep(0)と本質的に異なる動作を行います。後者Thread.Sleep(0)一定条件下でコンテキストスイッチを行わずに制御を返し、呼び出しスレッドの後続処理に継続されます。
    – yohjp
    Commented 2016年10月13日 14:32
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1ms sleep × 1000回で10秒かかるとのことですが、何の時間を測定したものでしょうか?

var stopwatch = Stopwatch.StartNew();
int n = 0;
while (true) {
    Thread.Sleep(1);
    if (n++ > 1000) break;
}
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);

のように実際の所要時間を測定していないように見受けられます。

プログラムの開始~終了に長時間を要するのであれば、例えばウィルススキャン等の別要因と思われます。


なお、上記コードでは手元の環境では約1800ミリ秒となりました。これはWindowsの内部クロックが16ミリ秒辺りを基準に動作しているためです。

0

WindowsのSleepは、1msと指定しても既定では10msほど待ってしまうようです。
当方のマシンでは、1msだけThread.SleepやTask.Delayで待とうとしましたが、実際には7~15msほど待たれてしまいます。
以下のような記事が参考になりそうです。
http://blog.livedoor.jp/serialpath/archives/37789994.html
http://www.charatsoft.com/develop/otogema/page/02window/sleep.html

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他の方のご指摘通り、Windowsのデフォルトの分解能ではSleep(1)でも十数ミリ秒経過してしまいます。
だったら分解能をいじれば完璧とはいかずとも、1ミリ秒にかなり近い値になるはずです。
timeBeginPeriodtimeEndPeriodで変更してみましょう。
※昔はグローバルな設定が変更されるので非推奨とされていましたが、最近のWindowsであれば他のプロセスに影響を与えなくなったとのことです。(参考:timeBeginPeriod でどう変わるのか)

以下のサンプルは関数の戻り値をチェックしていないので、実際に使うときはチェックしてください。
また動作確認はWindows 11、VisualStudio 2022、.NET 6で行いました。

using System.Diagnostics;
using System.Runtime.InteropServices;

internal class Program
{
  [DllImport("winmm.dll")]
  public static extern uint timeBeginPeriod(uint uMilliseconds);

  [DllImport("winmm.dll")]
  public static extern uint timeEndPeriod(uint uMilliseconds);

  static void Main(string[] args)
  {
    try
    {
      timeBeginPeriod(1);

      var stopwatch = Stopwatch.StartNew();
      int n = 0;
      while (true)
      {
        Thread.Sleep(1);
        if (n++ > 1000) break;
      }
      stopwatch.Stop();
      Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
    }
    finally
    {
      timeEndPeriod(1);
    }
  }
}
0

c++だとコマンドで 1msが使える様になります。
Sleep( 5 );と書くと 4.7ms~5.2mぐらいで返ってきます。

c#ではどうでしょうか?
Windowsの問題だから同じなのかな?

特にスレッド間の通信処理が遅すぎで下記の時にも10msぐらい待ちます。
スレッドA(イベント送信) -> スレッドB(イベント待ち)
スレッドが10個ぐらいあるとすごいことになりますから。

0

下記のドキュメントの注釈には「システム クロックは、クロック解像度と呼ばれる特定のレートでティックします。実際のタイムアウトは、指定したタイムアウトがクロック ティックと一致するように調整されるため、正確には指定されたタイムアウトではない可能性があります。 」とあります。

Thread.Sleep メソッド
https://learn.microsoft.com/ja-jp/dotnet/api/system.threading.thread.sleep?view=net-8.0

また、下記のドキュメントには「GetTickCount 関数の解像度は、システム タイマーの解像度に制限されます。これは通常、10 ミリ秒から 16 ミリ秒の範囲です。」とあります。

GetTickCount 関数 (sysinfoapi.h) - Win32 apps | Microsoft Learn
https://learn.microsoft.com/ja-jp/windows/win32/api/sysinfoapi/nf-sysinfoapi-gettickcount

実際下記のプログラムでテストすると 15 ミリ秒前後になります。

using System.Diagnostics;

var elapsedMilliseconds = new long[1002];
var i = 0;
var iv = 0L;
int n = 0;

var stopwatch = Stopwatch.StartNew();
while (true) {
    Thread.Sleep(1);
    elapsedMilliseconds[n] = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
    if (n++ > 1000) break;
}
stopwatch.Stop();

Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
for (i = 0; i < elapsedMilliseconds.Length; i++)
{
    if (i > 0)
    {
        iv = elapsedMilliseconds[i] - elapsedMilliseconds[i - 1];
    }
    Console.WriteLine($"{i,4} - {iv,4} - {elapsedMilliseconds[i],4}");
}

Console.WriteLine("終了しました。");
Console.Read();

「クロック解像度」と「システム タイマーの解像度」が同じものを指しているのかわかりませんが、ほぼ、そのようになっているようです。

DateTime.Ticks は 1 ティックは、100 ナノ秒ということなので、もっと正確に測ることができるにかもしれませんが、私にはわかりません。

Sleep(1)を 1000回 繰り返すと10秒以上になるのは上記の理由によると思われます。

追記)
私の環境は下記のようになっています。

PC HP Pavilion Aero Laptop 13-be0000
プロセッサー AMD Ryzen 7 5800U with Radeon Graphics 1.90 GHz
実装RAM 16.0 GB
OS Windows 11 Pro 23H2
Visual Studio Community 2022 Ver 17.11.2

追記2)
パフォーマンスが悪いかもしれませんが DateTime.Ticks を使用してみました。

Sleep(1) を下記のようにすると1ミリ秒間隔になりました。
※訂正 nextTicks の値を更新する処理を変更しました。

//var nextTicks = 0L;
var nextTicks = DateTime.Now.Ticks;
while (true) {
    //nextTicks = DateTime.Now.Ticks + 10000;
    while (DateTime.Now.Ticks < nextTicks) ;

    elapsedMilliseconds[n] = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
    if (n++ > 1000) break;
    nextTicks += 10000;
}

これは Sleep(1) と違いループなので、パフォーマンスが悪くなるかもしれません。

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