[C++] 多线程编程-thread::yield()-sleep_for()

std::this_thread::yield()

应用场景：当该线程条件不满足，处于等待资源的状态的时候，我们希望他等待的时候不浪费CPU资源，那么应该这么处理。 （写线程池的时候，需要考虑的情况）

• std::this_thread::yield() 的目的是避免一个线程(that should be used in a case where you are in a busy waiting state)频繁与其他线程争抢CPU时间片, 从而导致多线程处理性能下降.
  将停止当前线程的执行并优先考虑其他进程/线程（如果队列中还有其他进程/线程等待）。 线程的执行不会停止。（它只是释放CPU） ，具体过程就是将线程放到同级执行队列的后面，重新等待调度。例如，先进先出实时调度程序（Linux 中的 SCHED_FIFO）会挂起当前线程，并将其放在准备运行的相同优先级线程队列的后面（如果没有其他线程）线程具有相同的优先级，yield 没有效果）。

void function()
{
    while (True)
    {
        if (!HasTask())
        {
        		 // we should use this_thread::yield() here.
            return;
        }
       // else
       // {
       //     // do work
       // }
    }
}

• 如果条件不满足时，程序会立刻返回，然后立即与其他线程竞争CPU时间片, 结果就是此线程频繁的与其他线程争抢CPU时间片, 从而影响程序性能。而使用 std::this_thread::yield() 后, 就相当于”当前线程”检查条件不成功后, 将其未使用完的”CPU时间片”分享给其他线程使用, 等到其他线程用完后, 再和其他线程一起竞争（具体时间就是将线程放在队列后面，等待重新调度）。

源码参照: https://github.com/facebook/folly/blob/a3e8938068d849312e828da0ebb39973696cdcca/folly/synchronization/LifoSem.h#L427

/// Prevents blocking on this semaphore, causing all blocking wait()
/// calls to throw ShutdownSemError.  Both currently blocked wait() and
/// future calls to wait() for which tryWait() would return false will
/// cause an exception.  Calls to wait() for which the matching post()
/// has already occurred will proceed normally.
void shutdown() {
    // first set the shutdown bit
    auto h = head_->load(std::memory_order_acquire);
    while (!h.isShutdown()) {
      if (h.isLocked()) {
        std::this_thread::yield();
        h = head_->load(std::memory_order_acquire);
        continue;
      }

      if (head_->compare_exchange_strong(h, h.withShutdown())) {
        // success
        h = h.withShutdown();
        break;
      }
      // compare_exchange_strong rereads h, retry
    }
    ...
}

和std::this_thread::sleep_for的不同

• sleep_for: 线程调用该方法时，同样会让出CPU，并且休眠一段时间，从而让其他线程有机会运行。 等到休眠结束时，才参与CPU调度； 同时，yield也会释放cpu；并将线程放到同级别的线程队列的后面，等待执行,不会阻塞或者中断线程的执行。所以yield()方法让出CPU的时间是不确定的，并且以CPU调度时间片为单位。
• sleep_for是堵塞线程，yield是重排线程时间片占用。
• void sleep_for( const std::chrono::duration<Rep, Period>& sleep_duration ); 阻塞至少sleep_duration时间，由于调度或资源争用延迟，该函数可能会阻塞超过 sleep_duration 的时间。

Reference

• https://en.cppreference.com/w/cpp/thread/yield
• https://blog.csdn.net/liuhhaiffeng/article/details/52604052
• https://stackoverflow.com/questions/11048946/stdthis-threadyield-vs-stdthis-threadsleep-for
• https://blog.csdn.net/liuhhaiffeng/article/details/52604052
• https://github.com/facebook/folly.git