所谓定时器，是指间隔特定时间执行特定任务的机制。几乎所有的编程语言，都有定时器的实现。比如，java有util.Timer和util.TimerTask，javascript有setInterval和setTimhttp://www.cppcns.comeout，可以实现非常复杂的定时任务处理。然而，牛叉到无所不能的python，却没有一个像样的定时器，实在令人难以理解。
刚入门的同学一定会说：不是有个time.sleep吗？定好闹钟睡大觉，闹钟一响，起来干活，这不就是一个定时器吗？没错，time.sleep具备定时器的基本要素，但若作为定时器使用，则有两个致命的缺陷：一是阻塞主线程，睡觉的时候不能做任何事情；二是醒来以后需要主线程执行定时任务——即便使用线程技术，也得先由主线程来创建子线程。
说到这里，熟悉线程模块threading的同学也许会说：threading.Timer就是以线程方式运行的呀，既不会阻塞主线程，执行定时任务也无需主线程干预，这不就是一个完美的定时器吗？
我们先来看看threading.Timer是如何工作的。下面这段代码演示了threading.Timer的基本用法：启动定时器2秒钟后以线程方式调用函数do_something，在定时器等待的2秒钟内，以及do_something运行期间，主线程仍然可以做其他工作——此处是从键盘读取输入，借以阻塞主线程，以便观察定时器的工作情况。
import time
import threading
def do_something(name, gender='male'):
print(time.time(), '定时时间到，执行特定任务' )
print('name:%s, gender:%s'%(name, gender))
timer = threading.Timer(2, do_something, args=('Alice',), kwargs={'gender':'female'})
timer.start()
print(time.time(), '定时开始时间')
input('按回车键结束\n') # 此处阻塞住进程
gmBeQQsZr
正如我们所期待的那样，定时器启动2秒钟后，函数do_something被调用，这期间可以随时敲击回车键结束程序。这段代码的运行结果如下。
1627438957.4297626 定时开始时间
按回车键结束
1627438959.4299397 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
从使用效果看，threading.Timer称得上是一款简洁易用的定时器。不过，threading.Timer存在明显的短板，那就是不支持连续的定时任务，比如，每隔2秒钟调用一次do_something函数。如果一定要用threading.Timer实现连续定时，只能用类似嵌套的变通方法，在do_something函数中再次启动定时器。
import time
import threading
def do_something(name, gender='male'):
global timer
timer = threading.Timer(2, do_something, args=(name,), kwargs={'gender':gender})
timer.start()
print(time.time(), '定时时间到，执行特定任务' )
print('name:%s, gender:%s'%(name, gender))
time.sleep(5)
print(time.time(), '完成特定任务' )
timer = threading.Timer(2, do_something, args=('Alice',), kwargs={'gender':'female'})
timer.start()
input('按回车键结束\n') # 此处阻塞住进程
这段代码重新定义了do_something函数，在函数开始位置启动下一次的定时任务。之所以放在开始位置，是为了保证两次定时之间的时间间隔尽可能精确。饶是如此，下面的运行结果显示，两次定时之间的时间间隔比设计的2秒钟多了大约10毫秒，且误差是连续累计的，重复执行100次，误差将会超过1秒钟。
按回车键结束
1627440628.683803 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627440630.6929214 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627440632.707388 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627440633.6890671 完成特定任务
1627440634.722474 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627440635.7092102 完成特定任务
1627440636.7277966 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
针对连续的定时任务，threading.Timer的表现还算差强人意，只是这种嵌套的写法完全颠覆了代码美学。对于像我这样有代码洁癖的程序员来说，是无法容忍和不可接受的。在我看来，一个完美的定时器应该满足以下5个条件，具备下图所示的结构。
- 不阻塞主线程
- 同时支持单次定时和连续定时
- 以线程或进程方式执行定时任务
- 定时任务的线程或进程的创建、运行，不影响定编程客栈时精度
- 足够精确的定时精度，且误差不会累计
既然Python没有提供一个像样的定时器，那就自己写一个吧。下面这个定时器，满足上面提到的5个条件，最短时间间隔可以低至10毫秒，且误差不会累计。虽然还不够完美，但无论结构还是精度，都还说得过去。
import time
import threading
class PyTimer:
"""定时器类"""
def __init__(self, func, *args, **kwargs):
"""构造函数"""
self.func = func
self.args = args
self.kwargs = kwargs
self.running = False
def _run_func(self):
"""运行定时事件函数"""
th = threading.Thread(target=self.func, args=self.args, kwargs=self.kwargs)
th.setDaemon(True)
th.start()
def _start(self, interval, once):
"""启动定时器的线程函数"""
if interval < 0.010:
interval = 0.010
if interval < 0.050:
dt = interval/10
else:
dt = 0.005
if once:
deadline = time.time() + interval
while time.time() < deadline:
time.sleep(dt)
# 定时时间到，调用定时事件函数
self._run_func()
else:
self.running = True
deadline = time.time() + interval
while self.running:
while time.time() < deadline:
time.sleep(dt)
# 更新下一次定时时间
deadline += interval
# 定时时间到，调用定时事件函数
if self.running:
self._run_func()
def start(self, interval, once=False):
"""启动定时器
interval - 定时间隔，浮点型，以秒为单位，最高精度10毫秒
once - 是否仅启动一次，默认是连续的
"""
th = threading.Thread(target=self._start, args=(interval, once))
th.setDaemon(True)
th.start()
def stop(self):
"""停止定时器"""
self.running = False
定时器类PyTimer实例化时，需要传入定时任务函数。如果定时任务函数有参数，也可以按照位置参数、关键字参数的顺序一并提供。PyTimer定时器提供start和stop两个方法，用于启动和停止定时器。其中stop方法不需要参数，start则需要一个以秒为单位的定时间隔参数。start还有一个布尔型的默认参数once，可以设置是否单次定时。once参数的默认值为False，即默认连续定时；如果需要单次定时，只需要将once置为true即可。
def do_something(name, gender='male'):
print(time.time(), '定时时间到，执行特定任务' )
print('name:%s, gender:%s'%(name, gender))
time.sleep(5)
print(time.time(), '完成特定任务' )
timer = PyTimer(do_something, 'Alice', gender='female')
timer.start(0.5, once=False)
input('按回车键结束\n') # 此处阻塞住进程
timer.stop()
上面是使用PyTimer定时器以0.5秒钟的间隔连续调用函数do_something的例子。这段代码的运行结果如下。
按回车键结束
1627450313.425347 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450313.9226055 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450314.421761 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:fegmBeQQsZrmale
1627450314.9243422 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450315.422722 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450315.9200313 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450316.4204514 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450316.9215539 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450317.4228196 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450317.9245899 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450318.42355 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450318.4393418 完成特定任务
1627450318.9251466 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450318.9395308 完成特定任务
1627450319.4242043 完成特定任务
1627450319.4242043 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450319.9253905 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
1627450319.9411068 完成特定任务
1627450320.425871 完成特定任务
1627450320.425871 定时时间到，执行特定任务
name:Alice, gender:female
虽然每个定时任务需要运行5秒钟，但每隔0.5秒都会准时启动一个新的线程运行定时任务。从记录可以看出，尽管每次定时任务的启动时间有几个毫秒的误差，但误差不会累计，重复执行的时间间隔均值始终稳定在0.5秒。
到此这篇关于基于Python实现简单的定时器详解的文章就介绍到这了,更多相关Python定时器内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望编程客栈大家以后多多支持我们！
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