为何std::this_thread::yield()比std::this_thread::sleep_for(0s)慢10倍？

我测试了两个C++小程序：

第一个程序代码 #

#include <thread>

int main()
{
    for (int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        std::this_thread::yield();
    }

    return 0;
}

第二个程序代码 #

#include <thread>
#include <chrono>

int main()
{
    using namespace std::literals;

    for (int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        std::this_thread::sleep_for(0s);
    }

    return 0;
}

在我的系统（Ubuntu 22.04 LTS，内核版本5.19.0-43-generic）上运行，得到的计时结果分别为：

yield()版本 #

./a.out  0,33s user 1,36s system 99% cpu 1,687 total

sleep_for(0s)版本 #

./a.out  0,14s user 0,00s system 99% cpu 0,148 total

为什么std::this_thread::yield()比std::this_thread::sleep_for(0s)慢10倍？

注：g和clang的计时结果相似。

原因解析 #

这本质是STL实现层面的优化差异，背后对应Linux内核不同操作的开销区别：

• std::this_thread::yield()通常直接调用内核的sched_yield()系统调用，这个操作会主动让当前线程放弃CPU，触发调度器重新选择线程运行，涉及完整的上下文切换与调度决策，单次调用开销约50微秒。
• 而std::this_thread::sleep_for(0s)在GCC/Clang的libstdc++/libc++实现中，会被直接优化为无系统调用的空操作——因为传入的睡眠时间为0，STL实现会跳过内核交互流程，单次操作开销仅约150纳秒，比sched_yield()快了近300倍。

循环1000万次的场景下，单次操作的开销差距被放大，最终呈现出总耗时10倍左右的差异。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者matovitch