usleep()の誤差が予想以上に大きくなる

0. 概要

Cygwinなど、発生する環境は限られている可能性は高いが一応注意として記載。

諸事情でusleep(1000)(==1msec待ち)*1000回による1秒待ちのロジックを組んだ所、思った以上にずれた。
後述の環境で、1秒待ちが、17-18秒待ちとなった。
usleep(1000000)*1回では、概ね1秒で復帰するので、関数呼び出しコストで誤差が大きくなるようである。

※ usleep(1000000)をエラーとするシステムもあるので注意
https://linuxjm.osdn.jp/html/LDP_man-pages/man3/usleep.3.html

1. 検証ロジック

int main(int argc, char **argv)
{
	int i = 0;
	struct timeval startTime;
	struct timeval endTime;
	int interval = atoi(argv[1]);
	int waitcnt = atoi(argv[2]);

	gettimeofday(&startTime, NULL);
	for(i = 0; i < waitcnt; i++) {
		usleep(interval);
	}
	gettimeofday(&endTime, NULL);

	printf("Time - from gettimeofday...\n");
	printf("[START]\n");
	printf(" sec  : %ld\n", startTime.tv_sec);
	printf(" usec : %ld\n", startTime.tv_usec);

	printf("[END]\n");
	printf(" sec  : %ld\n", endTime.tv_sec);
	printf(" usec : %ld\n", endTime.tv_usec);

	printf("[DIFF(about)]\n");
	printf(" sec  : %ld\n", (endTime.tv_sec + endTime.tv_usec/1000000) - (startTime.tv_sec + startTime.tv_usec/1000000));
	printf(" usec : %ld\n", (endTime.tv_sec*1000000 + endTime.tv_usec) - (startTime.tv_sec*1000000 + startTime.tv_usec));
	printf(" msec : %ld\n", (endTime.tv_sec*1000 + endTime.tv_usec/1000) - (startTime.tv_sec*1000 + startTime.tv_usec/1000));

	return 0;
}

2. 検証結果

usleep(1000)*1000

	sec	msec	usec
1	18	17556	17556441
2	17	17004	17004605
3	17	16920	16919761
4	17	17053	17053231
5	17	16935	16934642

usleep(1000000)*1

	sec	msec	usec
1	1	1008	1008031
2	1	999	998874
3	1	1004	1003806
4	1	1014	1014538
5	1	1008	1008308

3. 検証環境

OS : Windows 10
CPU : 11th Gen Intel(R) Core(TM) i7-1185G7 @ 3.00GHz
RAM : 16.0 GB
Cygwin 64bit 上
※ その他、libcのバージョン等も影響する可能性はある。
※ ほぼ同等スペックの別PCでも概ね同じ結果だった。

補足:usleep()以外にかかる時間

usleep()以外にかかる時間は、usec以下の様子なので誤差として無視した。