C言語のsleepとthrd_sleepの使い方まとめ(秒/ミリ秒対応)

// ファイル名: demo_sleep_basic.c
// コンパイル例(Linux/macOS):
//   gcc demo_sleep_basic.c -o demo_sleep_basic
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>  // sleep(秒) の宣言 (POSIX)

int main(void) {
    unsigned sec = 3;
    printf("開始: %u秒待機します...\n", sec);

    // 要求秒数を待機。戻り値は残り秒数(通常は0)
    unsigned remaining = sleep(sec);

    if (remaining == 0) {
        puts("完了: 予定どおり待機しました。");
    } else {
        // 例: 信号により中断された場合
        printf("注意: 割り込みにより残り%u秒で復帰しました。\n", remaining);
    }
    return 0;
}

// ファイル名: demo_thrd_sleep_basic.c
// コンパイル例(Linux):
//   gcc demo_thrd_sleep_basic.c -o demo_thrd_sleep_basic -pthread
//   (glibcなどでthreads.hが提供される場合)
// 注意: いくつかの環境ではthreads.hが未提供です。
#include <stdio.h>
#include <time.h>     // struct timespec
#include <threads.h>  // thrd_sleep (C11)

int main(void) {
    struct timespec ts;
    ts.tv_sec = 2;            // 2秒
    ts.tv_nsec = 0;           // 0ナノ秒
    printf("2秒待機します...\n");

    struct timespec rem;      // 残り時間受け取り用
    int rc = thrd_sleep(&ts, &rem);

    if (rc == 0) {
        puts("完了: 予定どおり待機しました。");
    } else {
        // 例: シグナル割り込みなどで中断された場合
        printf("注意: 中断されました。残りは %lld秒 %ldナノ秒です。\n",
               (long long)rem.tv_sec, rem.tv_nsec);
    }
    return 0;
}

// ファイル名: demo_thrd_sleep_ms.c
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <threads.h>

// ミリ秒(ms)待機。成功で0、エラーで-1を返す。
// 非常に長いmsがtime_tに収まらない環境では-1を返す場合があります。
int sleep_ms_thrd(unsigned long ms) {
    struct timespec req, rem;

    req.tv_sec  = (time_t)(ms / 1000UL);
    unsigned long ms_rem = ms % 1000UL;
    req.tv_nsec = (long)(ms_rem * 1000000L);  // ms → ns

    // 割り込みされたら残り時間で再試行
    while (1) {
        int rc = thrd_sleep(&req, &rem);
        if (rc == 0) return 0;  // 予定どおり待機完了
        // rc != 0 → 中断。残り時間で続行
        req = rem;
    }
}

int main(void) {
    puts("2500ミリ秒(2.5秒)待機します...");
    if (sleep_ms_thrd(2500UL) == 0) {
        puts("完了: 2.5秒待機しました。");
    } else {
        puts("エラー: 待機に失敗しました。");
    }
    return 0;
}

// ファイル名: demo_thrd_sleep_seconds_double.c
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <threads.h>
#include <math.h>

// 浮動小数の秒(例: 2.5)をthrd_sleepで待機
int sleep_seconds_double(double seconds) {
    if (seconds <= 0.0) return 0;

    // 秒と小数部に分解
    double intpart;
    double frac = modf(seconds, &intpart);

    struct timespec req;
    req.tv_sec = (time_t)intpart;

    // 小数部をナノ秒に四捨五入
    long nsec = (long)llround(frac * 1000000000.0);

    // 1e9に達したら繰り上げ
    if (nsec >= 1000000000L) {
        req.tv_sec += 1;
        nsec -= 1000000000L;
    }
    req.tv_nsec = nsec;

    // 割り込み対応
    struct timespec rem;
    while (1) {
        int rc = thrd_sleep(&req, &rem);
        if (rc == 0) return 0;
        req = rem;
    }
}

int main(void) {
    puts("2.5秒待機します...");
    sleep_seconds_double(2.5);
    puts("完了: 2.5秒待機しました。");
    return 0;
}

// ファイル名: demo_portable_sleep_ms.c
// 目的: Windows/UNIX/C11にまたがってms待機を1関数で行う
// 使い方: portable_sleep_ms(ミリ秒)

#include <stdio.h>

#if defined(_WIN32)
  #include <windows.h>   // Sleep(ms)
#elif defined(__STDC_VERSION__) && (__STDC_VERSION__ >= 201112L) && !defined(__STDC_NO_THREADS__)
  #include <time.h>
  #include <threads.h>   // thrd_sleep
#elif defined(_POSIX_C_SOURCE) || defined(__APPLE__)
  #include <time.h>      // nanosleep
#else
  // 何も使えない環境
#endif

int portable_sleep_ms(unsigned long ms) {
#if defined(_WIN32)
    // Windows: Sleepはミリ秒を受け取る。戻り値はないので常に成功とする。
    // 非常に長い値はDWORDへ収まらない可能性があるため分割して待機。
    while (ms > 0UL) {
        DWORD chunk = (ms > 0xFFFFFFFFUL) ? 0xFFFFFFFFUL : (DWORD)ms;
        Sleep(chunk);
        ms -= (unsigned long)chunk;
    }
    return 0;

#elif defined(__STDC_VERSION__) && (__STDC_VERSION__ >= 201112L) && !defined(__STDC_NO_THREADS__)
    // C11 threads: thrd_sleepでミリ秒を待機
    struct timespec req, rem;
    req.tv_sec  = (time_t)(ms / 1000UL);
    req.tv_nsec = (long)((ms % 1000UL) * 1000000L);
    while (1) {
        int rc = thrd_sleep(&req, &rem);
        if (rc == 0) return 0; // 完了
        req = rem;             // 割り込み時は残り時間で続行
    }

#elif defined(_POSIX_C_SOURCE) || defined(__APPLE__)
    // POSIX: nanosleepで代替
    struct timespec req, rem;
    req.tv_sec  = (time_t)(ms / 1000UL);
    req.tv_nsec = (long)((ms % 1000UL) * 1000000L);
    while (nanosleep(&req, &rem) != 0) {
        req = rem; // 割り込み時は残り時間で続行
    }
    return 0;

#else
    // 最低限のフォールバックがない環境では失敗
    (void)ms;
    return -1;
#endif
}

int main(void) {
    puts("プラットフォーム非依存の方法で1500ms待機します...");
    if (portable_sleep_ms(1500UL) == 0) {
        puts("完了: 1.5秒待機しました。");
    } else {
        puts("エラー: この環境では移植ラッパーが利用できません。");
    }
    return 0;
}