[发明专利]一种多线程模式下的低功耗空闲等待方法

说明书

技术领域

本发明涉及电通信技术领域，具体涉及一种多线程模式下的低功耗空闲等待方法。

背景技术

近年来，网络安全的课题被提到越来越重要的位置。说到网络安全，就不得不提到对于网络安全有着重要作用的深度包监测(DPI)系统等。

在当下高带宽高流量的情况下，为了满足实际需求，系统又必然都是多线程协同工作的。这些系统都是由数据包驱动的。大部分时间系统都会近乎满负荷运转，但是在一部分时间，系统是没有数据包驱动运转的。此刻，系统就需要使用usleep功能暂停并等待下一个包的到来。但是使用usleep功能有一个问题，将会使CPU处于高使用率的状态。CPU的使用率除了与运行的线程数量、线程本身的运算量以及CPU本身的性能有关，例如，在系统使用16个线程运行时，硬件环境：Intel Xeom CPU E5-4620，64核，如暂时无数据包驱动，所有的线程都不做任何工作，只是单纯的usleep的时候。即使所有线程都在通过usleep功能处于等待状态，也会使CPU的使用率到达近乎100％。

之所以选用usleep功能应对系统无数据包驱动的情况，是出于保障处理精确度的考量，而在实际的系统运转过程中，对处理精确度的要求并不统一，现有技术采用usleep功能实现的空闲等待方法，不能够灵活的根据处理精确度需求进行调整，从而使系统的CPU的使用率居高不下，这样不仅会提高系统的功耗，而且会降低系统的运行速度，无法使系统保持一较佳的运转状态。

发明内容

针对上述问题，为了让系统无数据包驱动运转的等待时间可以保持CPU较低的使用率，本发明的目的在于提供一种多线程模式下的低功耗空闲等待方法，其更加有效地控制线程的运行，在牺牲了一点精度的代价下，大大降低了CPU的使用率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种多线程模式下的低功耗空闲等待方法，包括以下步骤：

1)当系统的多个线程需要进入等待状态时，创建一独立计时线程，用于针对调用系统提 供的一条件等待函数；

2)当所述多个线程中的一空闲线程需要usleep时，判断调用条件：

2-1)如果精度要求高，直接调用usleep函数；

2-2)如果等待时间大于一设定阈值，直接调用usleep函数；

2-3)否则，调用条件等待函数，使所述空闲线程进入条件等待状态；

3)所述独立计时线程进行计时一个周期后，判断所述多个线程中是否存在等待唤醒的线程，如存在，则唤醒前述空闲线程；

4)进程退出时，关闭计时线程。

进一步地，所述系统为具有多个线程的一实施数据处理系统。

具体地，所述系统为一深度包监测(DPI)系统。

进一步地，所述条件等待函数为con_wait函数和con_signal函数。

进一步地，所述精度要求与系统的传输能力成正比。

具体地，如系统的带宽越大，则精度要求越高。

进一步地，所述设定阀值包括时间阈值t和线程数阈值n。

进一步地，所述设定阀值根据CPU性能、线程数及操作系统性能进行设定。

通过采取上述技术方案，本发明使同样的程序在系统中运行时，增加一个独立计时线程，但是，由于采用条件等待函数代替usleep函数实现空闲线程进入条件等待状态，而无需使系统的所有线程都处于usleep状态，从而大幅度地降低CPU的使用率。进而获得降低系统的功耗，提高系统的运行速度，使系统保持一较佳的运转状态，并延长系统的硬件寿命的技术效果。

附图说明

图1为本发明的多线程模式下的低功耗空闲等待方法的流程步骤图。

图2为本发明实施例中计算阈值(线程数n和等待时间t)的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

如图1所示，本发明的多线程模式下的低功耗空闲等待方法是一个可以大大降低CPU使用率和功耗的usleep替代方法。

该方法的主要步骤为：

(1)当系统的多个线程需要进入等待状态时，创建一个独立的计时线程，用于针对的调用系统提供的条件等待函数；

(2)当某线程需要usleep时，判断调用条件：

1)如果精度要求高，直接调用usleep函数；

2)如果等待时间大于设定阈值，直接调用usleep函数；