왜 while, for문을 돌리면 CPU가 100%까지 올라가죠??

while(1){}
일입니다. CPU(OS)입장에서는 최대한 많은 루틴을 수행하려고 하겠죠.
sleep을 사용하면 CPU점유율은 떨어지지만 일을 수행한 양이 떨어집니다.
1억번 돌거 만번으로 줄듯이.....
거꾸로 생각하시면 해야할 일이 있는데 CPU를 100%사용 안할 이유가 없습니다.

읽다보니 의문이 꼬리에 꼬리를..-_-;;

평소에 별로 생각안했던 부분인데 문득 생각해 보니 그러네요..흠..

그래서 저도 그냥 메인 함수에서 for( ; ; ) {} 도는 프로세스와 for( ; ; ) {usleep(1);} 를 도는 프로세스 두개를 만들어서 돌려 봤습니다. 리눅스에서..

for( ; ; ) {}는 당연히 프로세스가 cpu 100%가까이 먹고요.. idle타임은 빵에 가까워지고..

그럼 단지 usleep(1) 한줄 추가한 프로세스 같은 경우는 단지(!) 1초도 아니고 1 마이크로 세컨드(마이크로 세컨든지 나노세컨든지는 지금 잘 모르겠지만하여간..)를 쉬는것일 뿐인데 cpu점유율은 거의 빵이고 idle 타임은 당연히 99%로 나오는군요..

음.. 그냥 막연히 생각할때는 for( ; ; ) {}는 cpu 100%를 사용하니까, 단지 1 마이크로 세컨드의 쉼표만을 준 프로세스는 cpu를 머 80%라던가 90%는 사용해야 되는거 아닌가 하는 생각이 들었는데 cpu 점유율이 거의 빵이 된다는게 잘이해가 안가네요..

이건 어떻게 해석을 해야 하는거죠?
한번도 안쉬고 뺑뺑이 도는 넘이랑 뺑뺑이 도는 중간에 1마이크로 세컨드만 쉬는 넘이랑 씨피유 점유율은 최소한 비슷이라도 해야 되는거 아닌가 하는데, 그렇지가 안네요..
흠..
오에스쪽에 대한 지식이 좀 있어야 하겠네요..쩝.

혹시 대충이라도 설명해 주실수 있으시면.. 부탁드리겠습니다..
좋은 하루 되시고요..

어제 이 글을 읽고 설명을 해드리려다 그냥 취소했는데 질문을 하셔서 sleep(1) 만했는데도 시퓨 점유율이 많이 떨어지는 것에 대한 설명을 간단히 해드리겠습니다.

MS windows 2000,
시퓨는 1개 일때,
프로그램 내에 sleep() 을 제외한 다른 이유로 cpu 자원을 반환하는 경우가 없을 때
를 기준을 설명을 드리겠습니다.
일단, 시퓨는 항상 100% 일합니다.
그럼 idle 은 뭐냐?
기본 프로세스중에 idle process 라고 있습니다.
그녀석이 얼마나 많이 실행되는냐가 시퓨가 얼마나 노느냐입니다.
idle process 는 우선순위가 가장 낮습니다.
즉 다른 running 프로세스가 있으면 스케줄링때 무조건 그 녀석이 실행됩니다.
sleep(1) 을 하면 그 순간 OS는 스케줄링을 시작하고 다른 녀석을 실행하는데 그 중엔 idle process 도 포함이 되져. 그래서 idle 프로세스가 런닝 횟수가 급격히 증가하게 되서 시퓨 점유율이 많이 떨어져 보입니다.
하지만 실제는 while(true) sleep(1) 을 부른 녀석이 대부분의 시퓨를 사용하고 있는게 사실이지요. ^^
그럼 ide %를 믿지 못하겠다고요? 아닙니다. 그래도 OS에서 알려주는 시퓨 점유율 표시를 믿어도 됩니다.
왜냐? sleep(1) 을 하면 스케줄링에 들어가기 때문에 다른 어떤 프로세스가 running 상태에 있으면 바로 그녀석에게 실행 권한을 주게 되니깐 사용자 입장에서는 idle %가 높은 것하고 같습니다.

그와 같은 경우로 예를 들면
게임 프로그램의 경우가 while(true) {game_process();}
식으로 무한 루프를 도는데요. 이렇게 하면 시퓨 100% 점유율을 갖게 되는데
이걸 while(true) {game_process(); sleep(0);} 으로 하면 점유율이 많이 떨어집니다. 가령 30%로 떨어 질 수도 있습니다. 하지만 실제 게임의 fps 를 보면 sleep(0) 이 있을때와 없을때의 차이가 거의 없습니다. 그 이유는 위에서 말씀드린 것 처럼 실제로는 게임이 시퓨 를 거의 대부분 여전히 사용하고 있으니까요. 하지만 sleep(0) 때문에 idle 프로세스가 실행되는 횟수가 대폭 늘어나서 OS입장에서는 시퓨가 여유가 있어 보이는거죠.
근데 만약 while(true) {game_process();} 이렇게 되있는 경우 다른 프로그램에서 while(true) {other_process();} 라는게 하나 생기면 이론상은 프로세스가 각각 50 : 50 으로 시퓨를 사용하게 되는데요. 이때 게임은 while(true) {game_process();sleep(0);} 이렇게 되어 있으면 게임 : other = 20: 80 하는 식으로 점유율이 달라지고 게임은 많이 느려지게 되지요.
이때 게임은 우선순이가 낮게 되있고 other 프로그램은 우선순위가 높다면 20:80 도 아니고 1:99 하는 식으로 극단적으로 변해 버릴 수 있습니다.

참고로...

2.4.xx vanilla 커널기준에서

usleep(1)은 최소 10ms 입니다.

usleep(10000) 이나 usleep(1) 이나 같은 시간을 sleep합니다.

덧: 저는 꽁수로 usleep(0)을 쓰기도 합니다.