Python 如何实现高速、一致的采样？

需要考虑的应用类型是示波器或高速数据记录器。我有一个检索所需信息的函数，我只需要弄清楚如何一遍又一遍地调用它，非常快速，精度很高

时间是有限制的。sleep（），我不认为这是一种方式

import pygame
import time

pygame.init()
TIMER_EVENT = pygame.USEREVENT+1

pygame.time.set_timer(TIMER_EVENT, 10)

timer_count = 0
MAX_TIMER_COUNT = 1000

def on_timer_event():
    global last_time
    global timer_count

    new_time = time.time()

    print new_time - last_time
    last_time = new_time

    timer_count += 1

    if timer_count > MAX_TIMER_COUNT:
        print last_time - initial_time
        pygame.event.post(pygame.event.Event(pygame.QUIT, {}))

initial_time = time.time()
last_time = initial_time
while True:
    event = pygame.event.wait()
    if event.type == TIMER_EVENT:
        on_timer_event()

    elif event.type == pygame.QUIT:
        break

我已经研究了内置的事件调度器，但我认为它不够精确，不能完全满足我的需要

这方面的要求是：

• 高速采样。10毫秒是对它要求最多的时间
• 高精度间隔。10ms时，10%的误差是可接受的（±1ms）
• CPU使用率相当低，一些负载在10ms时是可以接受的，但在100ms及以上的时间间隔内应小于~5%。我知道这是主观的，我想我说的是，占用CPU是不可接受的
• 理想情况下，计时器将以间隔时间初始化，然后在需要时启动。然后应以正确的间隔反复调用所需的函数，直到计时器停止
• 它将（而不是必须）只在Windows计算机上运行

---

是否有满足这些要求的现有图书馆？我不想重新发明轮子，但如果必须的话，我可能会使用Windows多媒体计时器（winmm.dll）。有什么意见/建议吗？

编辑：在写了下面的内容之后，我倾向于为python事件调度器实现类似的测试。我不明白你为什么认为它不够准确

下面这样的东西在Linux下对我来说似乎工作得很好（我没有理由认为它在Windows下不起作用）。每隔10毫秒，将调用\u timer\u event（）上的

，它将根据实时时钟打印自上次调用以来的时间。这显示了计时器的近似精度。最后，打印出总时间，以显示没有漂移

下面的代码似乎有一个问题，事件偶尔会以虚假的（短时间间隔）出现。我不知道这是为什么，但毫无疑问，通过一些游戏，你可以使它可靠。我认为这种方法是可行的

import pygame
import time

pygame.init()
TIMER_EVENT = pygame.USEREVENT+1

pygame.time.set_timer(TIMER_EVENT, 10)

timer_count = 0
MAX_TIMER_COUNT = 1000

def on_timer_event():
    global last_time
    global timer_count

    new_time = time.time()

    print new_time - last_time
    last_time = new_time

    timer_count += 1

    if timer_count > MAX_TIMER_COUNT:
        print last_time - initial_time
        pygame.event.post(pygame.event.Event(pygame.QUIT, {}))

initial_time = time.time()
last_time = initial_time
while True:
    event = pygame.event.wait()
    if event.type == TIMER_EVENT:
        on_timer_event()

    elif event.type == pygame.QUIT:
        break

我知道我回答我自己的问题已经晚了，但希望这能帮助别人

我为Windows多媒体计时器编写了一个包装器，纯粹是为了测试。它似乎工作得很好，但代码没有经过充分测试，也没有经过优化

mmtimer.py：

from ctypes import *
from ctypes.wintypes import UINT
from ctypes.wintypes import DWORD

timeproc = WINFUNCTYPE(None, c_uint, c_uint, DWORD, DWORD, DWORD)
timeSetEvent = windll.winmm.timeSetEvent
timeKillEvent = windll.winmm.timeKillEvent


class mmtimer:
    def Tick(self):
        self.tickFunc()

        if not self.periodic:
            self.stop()

    def CallBack(self, uID, uMsg, dwUser, dw1, dw2):
        if self.running:
            self.Tick()

    def __init__(self, interval, tickFunc, stopFunc=None, resolution=0, periodic=True):
        self.interval = UINT(interval)
        self.resolution = UINT(resolution)
        self.tickFunc = tickFunc
        self.stopFunc = stopFunc
        self.periodic = periodic
        self.id = None
        self.running = False
        self.calbckfn = timeproc(self.CallBack)

    def start(self, instant=False):
        if not self.running:
            self.running = True
            if instant:
                self.Tick()

            self.id = timeSetEvent(self.interval, self.resolution,
                                   self.calbckfn, c_ulong(0),
                                   c_uint(self.periodic))

    def stop(self):
        if self.running:
            timeKillEvent(self.id)
            self.running = False

            if self.stopFunc:
                self.stopFunc()

定期测试代码：

from mmtimer import mmtimer
import time

def tick():
    print("{0:.2f}".format(time.clock() * 1000))

t1 = mmtimer(10, tick)
time.clock()
t1.start(True)
time.sleep(0.1)
t1.stop()

from mmtimer import mmtimer
import time

def tick():
    print("{0:.2f}".format(time.clock() * 1000))

t1 = mmtimer(150, tick, periodic=False)
time.clock()
t1.start()

以毫秒为单位的输出：

0.00
10.40
20.15
29.91
39.68
50.43
60.19
69.96
79.72
90.46
100.23

150.17

一次性测试代码：

from mmtimer import mmtimer
import time

def tick():
    print("{0:.2f}".format(time.clock() * 1000))

t1 = mmtimer(10, tick)
time.clock()
t1.start(True)
time.sleep(0.1)
t1.stop()

from mmtimer import mmtimer
import time

def tick():
    print("{0:.2f}".format(time.clock() * 1000))

t1 = mmtimer(150, tick, periodic=False)
time.clock()
t1.start()

以毫秒为单位的输出：

0.00
10.40
20.15
29.91
39.68
50.43
60.19
69.96
79.72
90.46
100.23

150.17

从结果中可以看出，它非常准确。然而，这只是使用了
time.clock（）
，所以要用一小撮盐

在使用10ms周期计时器进行长时间测试期间，在我的旧双代码3GHz机器上，CPU使用率约为3%或更少。机器在空闲时似乎也会使用它，所以我想说额外的CPU使用量是最小的。
对于DLL，cython是一个不错的选择。忽略所有说使用ctypes；）的傻瓜您可以尝试（pygame是在成熟的基础上构建的）。我自己没有直接的经验，所以这是我建议的限度。大多数gui库都有某种计时器，听起来它们可以完成这项工作。实现（1）和维护（2）要比引入一些外部平台依赖关系更快，这些外部平台依赖关系可以在您的控制范围内完成相同的最小工作，而不会产生开销（3）。对我来说，这三个优点本身就足够了。“没有开销”可能很难找到，我也在猜测。@JonasByström：我现在也开始倾向于这个。回到家后，我会试试，看看我的状态如何。由于一些糟糕的遗留原因，Windows对所有应用程序的默认分辨率为55毫秒。这可以使用winmm.dll更改，正如@gjwebber.Oh所暗示的，这就是我不知道的原因。感谢@JonasByström提供的有用信息！我将把答案留给那些没有使用遗留操作系统的人。我编辑了你的代码，使用time.clock（）而不是time.time（），并在我的机器上运行了测试。一般来说，结果很好，但非常不稳定，我无法找出原因：结果低于5ms:70，最小值：0.00600890207716，最大值：21.4719634694，平均值：10。0007414478@gjwebber值得注意的是，在Unix上，time.clock（）是cpu时间，因此在这种情况下没有多大帮助。但在Windows上，它似乎确实是正确的使用方式。您的差异似乎比我在Linux上体验到的要大得多。我认为乔纳斯的观点可以解释为什么，尽管我不是一个真正的Windows用户。@HenryGomersall:我现在在Windows机器上，这就是我编辑的原因。平均值是完美的，但两边的变化必须相当大，而且经常如此。接下来我将尝试cython和winmm.dll，看看进展如何。谢谢你的帮助