python - time.sleep 对处理器有帮助吗？

Question

最近我在 Stack Overflow (Python) 上冲浪，看到了 this post Aaron Hall 声称

constantly running while loops can consume a lot of processing power. Adding a sleep period (even only a second) can greatly reduce that usage.

这是真的吗？如果是这样，怎么会呢？同样的规则是否也适用于其他编程语言(即 C++)？

Answer 1

TL;DR 如果您正在轮询每分钟发生一次的事件，您可能不希望每纳秒检查一次。

是的，这是真的。在线程中休眠确实会降低该线程的 CPU 使用率。当一个线程休眠时，它几乎不消耗任何 CPU 时间。

是的，只要休眠是使用操作系统 native 线程 API 实现的，这在很大程度上适用于任何语言。

为了直观地思考这个问题，让我们考虑一下链接问题中程序的简化版本:

while end_condition_expression:
    if time_based_condition_expression:
        do_something()

现在，让我们简化这个世界，并假设程序是处理器上运行的唯一进程。

我们还假设，基于时间的条件每分钟为真一次。我们还假设执行 end_condition_expression 和 time_based_condition_expression 需要 10 纳秒的 CPU 时间。

这将在一分钟内消耗多少 CPU 时间？恰好一分钟 == 60 000 000 000 纳秒。在整个时间里，CPU 使用率将一直是 100%。该循环将迭代 60 亿次。

现在，考虑这个程序的变体:

while end_condition_expression:
    if time_based_condition_expression:
        do_something()
    sleep_for_a_second()

循环在一分钟内执行了多少次？ 60 次迭代。这将在一分钟内消耗多少 cpu 时间？ 60 * 10 纳秒 = 600 纳秒。这是该程序的非 sleep 版本所用量的亿分之一。

实际上，调用 sleep 有一点开销，cpu 时间与其他进程共享，并且涉及调度程序，确切的 cpu 使用率与我的假设不完全匹配，但是这个想法保持不变。