毫秒级精确的Python定时器

Question

我正在写一个Python脚本，目的是同时控制多个执行器。简单来说，我需要控制两个电动马达。

我使用了多进程模块，为每个马达创建一个进程，同时还创建一个进程来保存数据到一个表格里。

这部分的脚本运行得很好，不过我需要在非常精确的时间点控制我的马达，每毫秒都要准确。但是，使用time.time()或time.clock()这两个函数时，结果似乎不太可靠（时间差在0.05到30毫秒之间波动！）

这些函数这么不稳定算“正常”吗？还是说是我脚本的其他部分导致的？

补充：我使用了datetime函数（见下文）来提高精度，但我仍然有几个不同的误差级别。例如，如果我想要1毫秒，结果却可能是1.25、0.75、1.5……所以我认为这可能是由于计算机硬件的问题（正如Serge Ballesta所说）。

Answer 1

我还不能给你评论（因为声望不够），所以我给你一个答案：这只是一个提示：试试使用 cProfile 模块。

https://docs.python.org/2/library/profile.html

这个模块可以让你查看你的脚本运行了多长时间，以及脚本中的每个函数的执行时间。cProfile 模块中的 .run() 函数会返回关于你的脚本的详细统计信息。也许这对你有帮助……

Answer 2

因为我“只”需要一个相对时间（每个命令之间间隔1毫秒），你知道有什么方法可以做到这一点吗？

你能做到的最好方法是使用 datetime.datetime.now()，这个方法可以提供微秒级的时间精度：

>>> import datetime
>>> datetime.datetime.now()
datetime.datetime(2014, 7, 15, 14, 31, 1, 521368)
>>> i = datetime.datetime.now()
>>> q = datetime.datetime.now()
>>> (i-q).seconds
86389
>>> (i-q).microseconds
648299
>>> i.microsecond
513160

Answer 3

在我看来，问题不在于你的脚本，而更可能是在你的电脑上。我假设你是在使用一台标准的电脑，运行着Linux或Windows系统。即使这台电脑能在一毫秒内完成很多事情，它也会不断地处理以下内容：

• 网络
• 鼠标或键盘的操作
• 屏幕（包括屏幕保护程序...）
• 杀毒软件（主要是在Windows上）
• 系统或后台进程（而且这些进程有很多）
• 多任务管理

如果没有专门的硬件设备，或者不使用实时系统，你是无法可靠地达到一毫秒的精确度的。

补充：

这里有一段来自Ulrich Eckhardt对另一个帖子 Windows上不一致的Python性能的回答中的引用：

你的代码在进行串行输入输出时，会阻塞你的进程，并可能会调用调度程序。如果发生这种情况，系统会先把控制权交给其他进程，只有当那个进程让出控制权或者超出它的时间片时，你的进程才会被重新调度。

你需要考虑的问题是：你所运行的系统的调度时间片大小是多少？我相信这会让你更了解发生了什么。