プログラムが3日目以降から調子が悪くなる

質問

C言語を用いてある測定装置のデータを５秒おきに取得するプログラムを作成したのですが、3日11時間14分(61,128回目のループ）を過ぎると取得する時間が15秒後に一回になっていました。おそらくループが原因だと思うのですが自分で解決できなくて困っています。
ループの入り口は
for(p=1;p<=loop;p++){
でpの型はlong型です。
5秒間に1つずつpの値は増えていくのですが、long型なので大きさは十分だと思います。
5秒間待つループは
while((((clock()-start1)/ CLOCKS_PER_SEC ) % TIME )!= 0 ) {
} // TIME=5
としてあり、start1には一番最初のループの前で取得した時間データが入っています。

回答No.6

tatsu99 · ベストアンサー

#3です。
もし、
for(p=1;p<=loop;p++){
・・・・//ここの処理が必ず１秒超なら問題なし
while(条件判定) {
}
で
・・・・の処理が１秒以内に完了することがあるなら、
・・・の処理を１秒間に２回以上行う可能性があります。
これを排除したいなら（５秒間に１回だけ行いたいなら）
以下のようにすべきです。
time_t time0,time1;
として
time0 = time(NULL);
for(){
・・・・
while(1){
Sleep(1);
time1 = time(NULL);
if (time0 == time1) continue;
if ((time1%TIME)!= 0) continue;
time0 = time1;
}
}

考え方は、前回実行した時間（単位：秒）と同じなら、変わるまでスリープする。そして、５の倍数になるまで、スリープする。　になります。

お礼

回答有難うございます。
time(NULL)で動作させてみたところちゃんと動きました！

回答No.8

Tacosan

えぇと....
インターバルタイマじゃダメなんでしょうか?
「一定時間間隔で何かしたい」というなら最初の選択肢のような気がするんですが.

お礼

回答ありがとうございます。
皆様のおかけで何とかできそうです。ありがとうございます。

回答No.7

chie65536（@chie65535）

＞OSの環境はwindowsでvisual stdio 2005を使用しています。

どの回答の方法も「% TIME」の式を使っている限り、処理されずに取りこぼす可能性がある。

もし「仮想メモリのスワップ動作で、１秒間以上、ディスクアクセスが続く」と言う状況で、その「１秒間」が「ほげほげ % TIME の式が 0 になる１秒間」であったら、取りこぼしが起き、計測は１０秒に１回になる。

基本的に「５秒に１回計測する処理で、５秒待つのが間違い」である。

じゃ「５秒待たずに、どうすんの」かと言うと「待たないのが正解」なのだ。

つまり「５秒待ったりせず、常に時計の監視を続け、前回の計測時刻から、５秒以上経ってたら、次の計測をする」って事。ここで重要なのが「常に時計の監視を続けている」という事と「５秒以上の判断」という部分。

特に重要なのが「５秒以上」である。「５秒きっかり」ではないので「６秒後でも、７秒後でも計測する」ので、誰かにＣＰＵを専有されていても大丈夫なのだ。

以下の３つの「時間経過の図」を見てほしい。どれも「開始してからの２０秒間」の図である。

記号の意味
■：計測処理している時間
□：待ち合わせしている時間
＿：ＯＳや他のタスクにＣＰＵが専有された時間

・単純に「５秒待つ」場合（□が５個になるまで待つ）

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒
■■□□＿□□□■■＿□□□□□■＿□□

２０秒に３回しか実行されず、明らかに正しくない。

・「% TIME」を用いて５で割った余りが０になるまで待つ場合

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒
■■□□＿■■□□□＿□□□□■□＿□□

ちょっと見には正しそうだが、３回目の計測タイミングで「他のタスクに処理を奪われ、５で割った余りが０になる秒が、過ぎてしまった」ので、２０秒間に３回しか計測されていない。

・「前回の計測から５秒以上経過したか」で処理した場合

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒
■■□□＿■■□□□＿■■□□■□＿□□

３回目の計測は「期待した瞬間」よりも１秒遅れて「前回の計測から６秒後に開始」されているが、取りこぼしされるよりはマシであるので、このパターンが「最適」と言える。

つまり、以下のようにプログラムすべき。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
#define TIME 5L

//time_t型は「typedef long time_t」と仮定する
//なので、単純に加算、比較が可能と仮定する
time_t next;

//最初だけ「秒が変わるまで待つ」こと。
//じゃないと「秒が変わる寸前に最初の時刻を拾ってしまう」と
//最初が「４秒間隔」になってしまう。
time(&next);
while (next == time(&NULL)) {
　Sleep(10);
}

//秒が変わったばかりの「フレッシュな現在時刻」を拾う
time(&next);
next += TIME;

//ループ毎に「(p > loop)」の判定はしない
for(p = 1;;) {
　//「次の計測タイミングになったか、過ぎた場合」と言う事が重要
　if (time(NULL) >= next) {
　　//「次の計測タイミング」を更新する
　　next += TIME;
　　//終了判定の「(p > loop)」は「pが変化した時のみ」で良い
　　if (++p > loop) break;
　　//計測を行う
　　keisoku();
　　continue;
　}
　//要は「秒が変わったか？」が重要なので「0.2秒間隔」など
　//充分に長いインターバルで構わない
　Sleep(200); //0.2秒待つ。
}
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

上記の処理では「次に計測すべき時刻を５秒づつ進めているだけ」で「５秒待つ」とか「５で割った余りが０になる」などの「愚かな判定方法」は使用していない。

従って、タイミングに多少の前後はあっても「必ず、５秒に１回は、計測ルーチンを呼ぶ」のが保証される。

お礼

回答有難うございます。
図を使った説明で大変分かりやすかったです。
データの取りこぼしは大変痛いのでこんな考え方があるのかと参考になりました。

回答No.5

tatsu99

#3です。
windowsなら、
while((time(NULL)%TIME)!=0){
Sleep(1); //1ミリ秒スリープ
}
としてみて下さい。

尚、time()はtime(NULL)の誤りでした。失礼しました。
http://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/1f4c8f33(VS.80).aspx

参考URL：

http://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/cc429358.aspx

回答No.4

php504

ずっと動かしていたらいつかclock( )がオーバーフローします

お礼

回答ありがとうございます。
どうやらclock()が原因のようです。

回答No.3

tatsu99

OSが提示されていないので、linux 32ビット環境の前提で、コメントしします。clock()関数の戻り値は、システム起動後、約７２分で、clocl_t型の最大値（unsigned longの最大値）に達します。最大に達した後は、０に戻り、そこから増え続けます。従って、約７２分ごとに、同じ値が戻ることになります。
従って、((clock()-start1)が（正しい意味で）意味があるのは、システム起動後の７２分までの間ということになります。
また、 ((clock()-start1)が負の値になることも予想されます。
従って、５秒間に１回を実現したいのであれば、
while((time()%TIME)!=0){
}
とすべきです。time()の場合は、３２ビットマシンでも２０３０年程度まではオーバーフローしませんので使用可能です。
但し、#2の方が述べているように、sleepを一切行っていないのは、非常に問題のある使い方です。
正確に５秒のインタバルを保証したいのか、それとも５秒スリープ後に計測すればかまわないのかの何れかにより、対応の方法も異なりますが、いずれにせよ、sleep,usleep,nanosleeepのいずれかを使用すべきです。

http://www.linux.or.jp/JM/html/LDP_man-pages/man2/time.2.html
http://www.linux.or.jp/JM/html/LDP_man-pages/man3/usleep.3.html
http://www.linux.or.jp/JM/html/LDP_man-ges/man2/nanosleep.2.html

参考URL：

http://www.linux.or.jp/JM/html/LDP_man-pages/man3/clock.3.html

お礼

回答ありがとうございます。
OSの環境はwindowsでvisual stdio 2005を使用しています。

どうやら、clock()関数がまずかったようですね。

計測は5秒間ごとにデータを取得することで、5秒スリープ後の計測ではないです。ですので、Sleep(5000)とするのは駄目でした。

>>while((time()%TIME)!=0){
この関数が使えそうですがtime()は引数が足りなくて駄目でしたので、もう一工夫してみようと思います。ありがとうございました。

回答No.2

nda23

特殊な組込みといった環境なのでしょうか？
通常のアプリケーションの環境なら、「5秒待つ」はsleep関数を使う
方法を考えるべきです。「自力のループで待機」というのはCPUの
タイムスライスからみると、とても「もったいない」使い方です。
あくまで、一般論です。OSが特殊な場合（sleep対応できない）も
あります。
この場合はタイマー割り込みの回数を数える等の方法があります。

お礼

回答ありがとうございます。
>>特殊な組込みといった環境なのでしょうか？
OSはwindowsでVISA関数という変わった関数を使っていますが、これが特殊な組み込みなのかは私には勉強不足で分からないです。

>>「自力のループで待機」というのはCPUのタイムスライスからみると、とても「もったいない」使い方です。
おっしゃるとおり、CPU使用率が常に80%～100%になっておりどうしたらいいか困っておりました。また、プログラムの調子が良いときは80%～100%を行ったりきたりしてたのですが、プログラムの調子が悪いときは0%～100%とCPU使用率が変化していたのでひょっとしたら「自力のループで待機」がよくなかったかもしれません。

一度sleep関数を使って様子を見てみようと思います。ありがとうございました。

回答No.1

usatan2

自信はありませんが、
＞start1には一番最初のループの前で取得した時間データが入っています。
これがまずいのではないですか？
ループの直前に取得すれば問題が回避されると思います。

お礼

回答ありがとうございます。
私の文章の書き方が悪くてすいません。ループの直前に取得してあります。