Python 线程以精确的时间间隔执行

Question

我想制作一个以指定时间间隔执行的函数，比如说每 30 秒执行一次，时间如下：

12:37:00.000000

、

12:37:30.000000

、

12:38:00.000000

现在，最简单的方法是创建一个运行函数的线程，该函数有一个 while 循环，末尾有一个

sleep(30)

，因此在最后等待 30 秒。我的应用程序将 24/7 运行，并且及时地，假设从开始后可能 2-3 小时，执行该函数的实际时间将是

X:X:00.5

或

X:X:33.5

（因为有很多上面的代码

sleep(30)

），因此每 30 秒就会稍微延迟我的工作，而在几个小时内，就会大幅延迟。

我正在寻找一种优雅的方法来设置闹钟，每 30 秒触发一次，但总是恰好 30 秒，不多也不少，因为精度是必须的。

Answer 1

您可以推出自己的方法：

from datetime import datetime, timedelta
import time

def every_30s():
    print("fired at", datetime.now())

    
now = datetime.now()

# Align to the next 30 second event from the current time
if now.second >= 30:
    next_fire = now.replace(second=30, microsecond=0) + timedelta(seconds=30)
else:
    next_fire = now.replace(second=0, microsecond=0) + timedelta(seconds=30)
    
sleep = (next_fire - now).seconds - 1

while True:
    # Sleep for most of the time
    time.sleep(sleep)
    
    # Wait until the precise time is reached
    while datetime.now() < next_fire:
        pass
        
    every_30s()
    next_fire += timedelta(seconds=30)   # Advance 30 seconds
    sleep = 29

这首先与下一个 30 秒间隔对齐并触发事件。然后它会休眠 29 秒（以减少负载），然后快速检查下一次触发时间是否已过。下一次点火时间将提前 30 秒。

这将确保时间永远不会漂移。如果机器负载过重，它可能会稍晚触发，但下一个事件会再次准时。

输出示例：

fired at 2017-11-27 11:41:00
fired at 2017-11-27 11:41:30
fired at 2017-11-27 11:42:00
fired at 2017-11-27 11:42:30
fired at 2017-11-27 11:43:00
fired at 2017-11-27 11:43:30
fired at 2017-11-27 11:44:00

Answer 2

Python 可能不是完成这项工作的最佳工具，但如果您解耦由

sleep

等函数测量的时间，并使用

system.time

在每一步中重新校准，您可能能够得到足够准确的结果长期满足您的需求：

这使用

time.sleep

来等待大部分时间间隔。在等待时间结束时，它会根据系统时间更积极地检查所用时间。

它会跟踪已经过去的间隔数量，并使用经过的总时间来最小化/纠正在多个间隔上堆叠间隔错误时发生的错误累积。

可能会发生一个事件偶尔延迟触发的情况（由于外部系统条件、负载等...），但后续事件将被重新校准以准时触发。

import time

interval = 30
steps = 0

print("start period      periods        Error", flush=True)
print(time.time(), flush=True)

start = time.time()
while True:
    steps += 1

    time.sleep(interval - 0.1)

    while time.time() < (start + interval * steps):
        pass

    #execute your stuff
    print(time.time(), interval * steps, time.time() - (start + (interval * steps)), flush=True)  # prints the actual interval

输出：

start period      periods        Error
1511782735.662815
1511782765.664593 30 1.9073486328125e-06
1511782795.6645918 60 7.152557373046875e-07
1511782825.664594 90 3.814697265625e-06
1511782855.664593 120 1.9073486328125e-06
1511782885.664594 150 2.86102294921875e-06
1511782915.664593 180 1.9073486328125e-06
1511782945.664593 210 1.9073486328125e-06
1511782975.664594 240 2.86102294921875e-06
1511783005.664593 270 1.9073486328125e-06

误差代表从一开始的漂移，并不是在每个间隔累积。