使用Python套接字每秒发送100个UDP数据包，如何减少延迟？

我正在通过网络编写一个实时音频共享工具，我首先尝试使用UDP数据包（稍后我将使用TCP进行研究，但我首先希望看到使用UDP可以获得的最佳效果）

在下面的代码中，

txmax

是在已发送的最后100个数据包中发送单个UPD数据包（大小约1800字节）所花费的最大时间。我观察到：

• txmax

  通常在6毫秒到20毫秒的范围内，这是正常的

• 但是每分钟有一到两次，

  txmax

  峰值为250毫秒，即至少有一个

  sock。sendto（…）

  发送一个1.8 KB的UDP数据包需要250毫秒

问题：原因可能是什么？如何使用Python

socket

library减少UDP发送延迟？

注:

• 我的家庭Wifi网络可能不是瓶颈，我只发送~100个数据包x 1.8 KB=180 KB/秒~1.4 Mbit/秒

• 我已经尝试在

  REALTIME\u PRIORITY

  import psutil, os
  psutil.Process(os.getpid()).nice(psutil.REALTIME_PRIORITY_CLASS)
  

  但这并没有改变任何事情

• 我已经尝试增加套接字的发送缓冲区大小：

  sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_SNDBUF, 16384)
  

  但影响很小

• 如果我同时运行另一个进程，CPU达到峰值，那么这个问题就更明显了

• sock.setblocking（False）

  似乎改变了这种情况：延迟现在为零，或者非常接近，但代码有时会完全停止，原因是：

  BlockingIOError: [WinError 10035] A non-blocking socket operation could not be completed immediately
  

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可复制示例：

import time, socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
txmax = 0
i = 0
while True:
    # data = getdatachunk()  # this is always stable and takes ~ 10ms with no exception 
                             # for reproducibility, replaced with:
    time.sleep(0.010)
    data = b'A' * 1800

    s = time.time()
    sock.sendto(data, ("192.168.1.17", 5006))  # send UDP packet
    txmax = max(txmax, time.time() - s)

    if i % 100 == 0:
        print(txmax)
        txmax = 0

    i += 1

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经过广泛的测试，两件事大大改善了结果：

• 设置超时：

  sock.settimeout(0.050)
  

  这样，就没有更多的问题了：

  txmax

  一直下降到1ms，250ms时不再有峰值
  我甚至从未经历过上述例外情况：
  socket.settimeout（值）
  设置阻止套接字操作的超时。value参数可以是表示秒的非负浮点数，也可以是None。如果给定了非零值，则如果超时时间值在操作完成之前已过，则后续套接字操作将引发超时异常。如果给定零，则将套接字置于非阻塞模式。如果未给出任何值，则将套接字置于阻塞模式

• 至于录音部分（这里不谈这个话题），我终于注意到了

  import psutil, os; psutil.Process(os.getpid()).nice(psutil.REALTIME_PRIORITY_CLASS)
  

  彻底解决了音频爆裂的问题

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感谢您的编辑！我很惊讶看到你大部分的传输都有延迟。在Linux系统上，默认套接字传输缓冲区远大于1800字节，例如，我的系统上的默认值为

212992

。我试着在我的系统上运行你的代码，我得到的大部分是

0.00015

即0.2ms（这仍然让我有点惊讶。

ping

以太网的往返时间是~0.4ms。我认为这个UDP传输应该只是得到缓冲，而不是等待，除非缓冲区填满）。300秒后，我看不到任何超过0.6毫秒的东西。感谢您运行这些测试@sourcejedi！也许在Windows上，

socket

的优先级较低？（我将在几秒钟内更新问题，使用“阻塞”与“不阻塞”测试）