C++, Linux, Multithreading 환경에서 std::sleep_for(std::chrono::hours::max())가 즉시 반환되는 이유

2024-07-27

std::sleep_for 함수의 작동 방식

std::sleep_for 함수는 지정된 시간 동안 스레드를 일시 중단시킵니다. std::chrono::hours::max() 값은 24855 years, 23 hours, 59 minutes, 59 seconds, 999 milliseconds를 나타내는 std::chrono::duration 객체입니다. 이 값을 std::sleep_for 함수에 전달하면 스레드가 약 24855년 동안 일시 중단될 것으로 기대됩니다.

Linux 시스템의 nanosleep 시스템 콜

std::sleep_for 함수는 Linux 시스템에서 nanosleep() 시스템 콜을 사용하여 스레드를 일시 중단시킵니다. nanosleep() 시스템 콜은 두 개의 인수를 받습니다:

requested_time: 스레드가 일시 중단될 시간을 나타내는 구조체
remaining_time:

requested_time 값이 timespec 구조체에 저장됩니다. timespec 구조체는 다음 두 가지 필드로 구성됩니다:

tv_sec: 초 단위의 시간

std::chrono::hours::max() 값과 nanosleep 시스템 콜

std::chrono::hours::max() 값은 timespec 구조체에 저장할 수 있는 값보다 훨씬 큽니다. timespec 구조체에서 tv_sec 필드는 32비트 정수로 표현되므로 최대 2147483647초 (약 68년)까지만 저장할 수 있습니다. std::chrono::hours::max() 값은 이 값을 훨씬 초과합니다.

따라서 std::sleep_for(std::chrono::hours::max()) 함수를 호출하면 nanosleep() 시스템 콜은 requested_time 값을 timespec 구조체에 저장할 수 없고 즉시 반환됩니다.

문제 해결 방법

std::sleep_for(std::chrono::hours::max()) 함수가 즉시 반환되는 문제를 해결하려면 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다:

std::this_thread::sleep_for 함수 사용:

std::this_thread::sleep_for 함수는 현재 스레드를 지정된 시간 동안 일시 중단시킵니다. 이 함수는 std::chrono::hours::max() 값을 인수로 받을 수 있습니다.

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::hours::max());

while 루프 사용:

while 루프를 사용하여 지정된 시간 동안 반복적으로 잠을 자도록 스레드를 구현할 수 있습니다.

while (true) {
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
  // ...
}

조건 변수 사용:

조건 변수를 사용하여 스레드가 특정 조건이 충족될 때까지 잠을 자도록 구현할 수 있습니다.

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;

void thread_func() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
  cv.wait(lock, [] { return condition_is_met(); });
  // ...
}

예제 코드

#include <iostream>
#include <chrono>

int main() {
  std::cout << "Starting..." << std::endl;

  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));

  std::cout << "Finished!" << std::endl;

  return 0;
}

이 코드를 실행하면 다음과 같은 출력이 생성됩니다.

Starting...
Finished!

다음은 while 루프를 사용하여 10초 동안 반복적으로 잠을 자도록 스레드를 구현하는 C++ 코드 예시입니다.

#include <iostream>
#include <chrono>

int main() {
  std::cout << "Starting..." << std::endl;

  int i = 0;
  while (i < 10) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    i++;
  }

  std::cout << "Finished!" << std::endl;

  return 0;
}

Starting...
Finished!

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

bool condition_is_met = false;

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;

void thread_func() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
  cv.wait(lock, [] { return condition_is_met; });

  // ...
}

int main() {
  std::cout << "Starting..." << std::endl;

  std::thread t(thread_func);

  // ...

  {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    condition_is_met = true;
  }
  cv.notify_one();

  t.join();

  std::cout << "Finished!" << std::endl;

  return 0;
}

Starting...
Finished!

주의 사항

C++에서 스레드를 일시 중단시키는 대체 방법

std::this_thread::sleep_for 함수

std::this_thread::sleep_for 함수는 현재 스레드를 지정된 시간 동안 일시 중단시킵니다. 이 함수는 가장 간단하고 직관적인 방법입니다.

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));

while 루프

int i = 0;
while (i < 10) {
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
  i++;
}

조건 변수

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;

bool condition_is_met = false;

void thread_func() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
  cv.wait(lock, [] { return condition_is_met; });

  // ...
}

int main() {
  std::thread t(thread_func);

  // ...

  {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    condition_is_met = true;
  }
  cv.notify_one();

  t.join();

  return 0;
}

boost::thread::sleep 함수

Boost C++ 라이브러리를 사용하면 boost::thread::sleep 함수를 사용하여 스레드를 일시 중단시킬 수 있습니다.

#include <boost/thread.hpp>

boost::thread::sleep(boost::posix_time::seconds(10));

std::atomic 클래스

std::atomic 클래스를 사용하여 원자성을 유지하면서 스레드를 일시 중단시킬 수 있습니다.

std::atomic<bool> flag = false;

void thread_func() {
  while (!flag) {
    // ...
  }

  // ...
}

int main() {
  std::thread t(thread_func);

  // ...

  flag = true;

  t.join();

  return 0;
}