Python 尝试模拟恒定字节速率。与时间混淆。睡眠结果上下文_Python_Linux_Windows_Sleep

Python 尝试模拟恒定字节速率。与时间混淆。睡眠结果上下文

python linux windows

Python 尝试模拟恒定字节速率。与时间混淆。睡眠结果上下文,python,linux,windows,sleep,Python,Linux,Windows,Sleep,我在我的计算机（播放器）上使用windows 7，在我的大学计算机（拖缆）上使用linux（debian），我使用ssh控制拖缆。我试图通过读取波形文件来模拟麦克风的恒定字节率，就像有人在说话一样。问题是字节速率低于目标选择32KB/s的速率和0.020秒的捕获时间。我使用time.sleep实现了模拟麦克风，以每0.020秒生成一段数据。但获得的速率约为27KB/s，而不是32KB/s 问题我决定通过阅读来测试time.sleep在linux机器上的精确性我做了两种测试。1）繁忙睡

我在我的计算机（播放器）上使用windows 7，在我的大学计算机（拖缆）上使用linux（debian），我使用ssh控制拖缆。
我试图通过读取波形文件来模拟麦克风的恒定字节率，就像有人在说话一样。问题是字节速率低于目标

选择32KB/s的速率和0.020秒的捕获时间。
我使用time.sleep实现了模拟麦克风，以每0.020秒生成一段数据。但获得的速率约为27KB/s，而不是32KB/s

问题我决定通过阅读来测试time.sleep在linux机器上的精确性

我做了两种测试。1）繁忙睡眠2）正常睡眠

从我得到的样本来看，linux机器的睡眠分辨率平均为4ms。在windows上，其小于/等于1ms

问题

什么可能会限制linux机器上的睡眠分辨率

（在linux上）为什么繁忙睡眠的分辨率与time.sleep相同

如何通过读取波形文件成功模拟麦克风

代码实码导入操作系统输入波导入系统输入io 导入时间

FORMAT = 8 #get_format_from_width(2)
NCHANNELS = 1
FRAMERATE = 16000 # samples per second
SAMPWIDTH = 2 # bytes in a sample
BYTE_RATE = FRAMERATE*SAMPWIDTH
CHUNK_DURATION = 0.020
CHUNK_BYTES = int(CHUNK_DURATION*BYTE_RATE)

class StreamSimulator:
    def __init__(self):
        wf = wave.open("Kalimba.wav","rb")
        buf = io.BytesIO()
        buf.write(wf.readframes(wf.getnframes()))
        wf.close()
        buf.seek(0)
        self.buf = buf
        self.step = time.time()

    def delay(self):
        #delay
        delta = time.time() - self.step 
        self.step=time.time()
        delay = CHUNK_DURATION - delta      
        if delay > 0.001:
            time.sleep(delay)


    def read(self):
        buf = self.buf  
        data = buf.read(CHUNK_BYTES)
        if len(data) == 0:
            buf.seek(0)
            data = buf.read(CHUNK_BYTES)

        self.delay()
        return data

    def close(self):
        self.buf.close()

class DynamicPainter:
    def __init__(self):
        self.l=0

    def paint(self,obj):        
        str1=str(obj)
        l1=len(str1)
        bs="\b"*self.l
        clean=" "*self.l
        total = bs+clean+bs+str1
        sys.stdout.write(total)
        sys.stdout.flush()
        self.l=l1

if __name__=="__main__":
    painter = DynamicPainter()
    stream = StreamSimulator()
    produced = 0
    how_many = 0
    painted = time.time()
    while True:
        while time.time()-painted < 1:
            d = stream.read()
            produced += len(d)
            how_many += 1
        producing_speed = int(produced/(time.time()-painted))       
        painter.paint("Producing speed: {} how many: {}".format(producing_speed,how_many))
        produced=0
        how_many=0
        painted = time.time()

正如您在链接的问题中所读到的，睡眠没有任何保证，而且根据操作系统的不同，睡眠可能会有很大的差异。但是，如果你想每20毫秒发送一次数据，4毫秒的分辨率似乎就足够了。应该没有必要提高睡眠的准确性

在Debian上，输入大约0.02秒时，您的计算机睡眠时间约为您要求睡眠时间的12/10。10/12*32是26.6，因此，如果您只接收到27 KB/s，这是有意义的

使用自适应睡眠时间代替0.02秒的睡眠时间。测量上一次迭代所用的时间（睡眠+发送数据），缩短睡眠时间，使整个迭代花费0.02秒。

结论感谢@J.F.Sebastian，我了解到：

与其在每个循环中创建一个新的引用，不如使用截止日期作为时间引用
使用截止日期“摊销”time.sleep的不精确性，在所需比特率附近波动一点，但得到正确（且更恒定）的平均值
您只需要使用time.time（）一次，这意味着计算的不精确性会降低

因此，我得到了一个稳定的32000 B/s，有时达到31999，很少达到31745
现在我可以听到音乐没有任何延迟或抖动

我尝试使用，但KB/s的运行速度很奇怪，所以我决定保留deadline实现，它会因为不断添加浮点值而变得不精确。然而，总体结果足以满足我的需要。
谢谢大家

最终代码

“我试图模拟一个恒定的字节速率”-告诉我们更多关于这一点。问题似乎就在这里，而不是在

time.sleep（）中ᵩ 在问题中添加了真正的代码这里是a.@J.F.Sebastian谢谢你提到单调，我不知道！但不幸的是，现在我有另一个问题，因为你看不到主要帖子time.monotonic（）
不会改变这里的结果，除非你把系统时间往后退；您可以使用time.time（）
。运行脚本，它就像节拍器一样工作。你还需要什么？我忘了包括0.02的尺寸！刚才加的。但我可以得出和你说的相同的结论。除了缩短睡眠时间，我还能预测下一次的睡眠时间吗？比如使用平均值或其他统计方法？我不认为你需要做一些花哨的事情，延迟应该是平衡的。只要测量一下你的read（）花费了多长时间，减去你的睡眠时间，你就会得到你的开销。计算你的下一次睡眠时间为0.02-开销。如果这还不够准确，请跟踪全球时间并克服漂移。是的，我尝试了简单的方法，但现在我有了双KB/s。。。我编辑了问题“真实代码”。我看不出原因…你忘了减去告诉python睡觉时间的那部分。添加delta-=self.last\u delay，您将获得正确的速率。抱歉，我发现J.F.Sebastian解决方案效果更好！检查我的问题结论。否则，谢谢！
"""
Debian
Testing busy_sleep:
0.100:0.10223722934722901
0.050:0.051996989250183104
0.025:0.027996940612792967
0.020:0.02207831859588623
0.010:0.011997451782226562
0.009:0.011997222900390625
0.008:0.009998440742492676
0.007:0.007997279167175292
0.006:0.0079974365234375
0.005:0.007997465133666993
0.004:0.005918483734130859
0.003:0.003997836112976074
0.002:0.0039977550506591795
0.001:0.003997611999511719
Testing normal_sleep:
0.100:0.1020797061920166
0.050:0.051999988555908205
0.025:0.028000001907348634
0.020:0.02192000865936279
0.010:0.011999979019165039
0.009:0.012000055313110351
0.008:0.010639991760253906
0.007:0.008000001907348633
0.006:0.00799997329711914
0.005:0.008000059127807617
0.004:0.006159958839416504
0.003:0.004000000953674317
0.002:0.00399998664855957
0.001:0.004000091552734375

$ uname -a
Linux 3.2.0-4-amd64 #1 SMP Debian 3.2.57-3+deb7u2 x86_64 GNU/Linux
"""

"""
Windows 7

Testing busy_sleep:
0.100:0.10000572204589844
0.050:0.05000288486480713
0.025:0.0250014066696167
0.010:0.010500597953796388
0.009:0.010500597953796388
0.008:0.008000493049621582
0.007:0.00740041732788086
0.006:0.006400299072265625
0.005:0.005400300025939942
0.004:0.004700303077697754
0.003:0.003200197219848633
0.002:0.002700185775756836
0.001:0.0016000032424926759
Testing normal_sleep:
0.100:0.10000579357147217
0.050:0.0500028133392334
0.025:0.02500150203704834
0.010:0.01000049114227295
0.009:0.0100006103515625
0.008:0.008000493049621582
0.007:0.007000398635864257
0.006:0.006000304222106934
0.005:0.00500030517578125
0.004:0.0040001869201660155
0.003:0.0030002117156982424
0.002:0.0020000934600830078
0.001:0.0010000944137573243
"""

FORMAT = 8 #get_format_from_width(2)
NCHANNELS = 1
FRAMERATE = 16000 # samples per second
SAMPWIDTH = 2 # bytes in a sample
BYTE_RATE = FRAMERATE*SAMPWIDTH
CHUNK_DURATION = 0.020
CHUNK_BYTES = int(CHUNK_DURATION*BYTE_RATE)

class StreamSimulator:
    def __init__(self):
        wf = wave.open("Kalimba.wav","rb")
        buf = io.BytesIO()
        buf.write(wf.readframes(wf.getnframes()))
        wf.close()
        buf.seek(0)
        self.buf = buf
        self.step = time.time()

    def delay(self):
        #delay
        delta = time.time() - self.step 
        self.step=time.time()
        delay = CHUNK_DURATION - delta      
        if delay > 0.001:
            time.sleep(delay)


    def read(self):
        buf = self.buf  
        data = buf.read(CHUNK_BYTES)
        if len(data) == 0:
            buf.seek(0)
            data = buf.read(CHUNK_BYTES)

        self.delay()
        return data

    def close(self):
        self.buf.close()

class DynamicPainter:
    def __init__(self):
        self.l=0

    def paint(self,obj):        
        str1=str(obj)
        l1=len(str1)
        bs="\b"*self.l
        clean=" "*self.l
        total = bs+clean+bs+str1
        sys.stdout.write(total)
        sys.stdout.flush()
        self.l=l1

if __name__=="__main__":
    painter = DynamicPainter()
    stream = StreamSimulator()
    produced = 0
    how_many = 0
    painted = time.time()
    while True:
        while time.time()-painted < 1:
            d = stream.read()
            produced += len(d)
            how_many += 1
        producing_speed = int(produced/(time.time()-painted))       
        painter.paint("Producing speed: {} how many: {}".format(producing_speed,how_many))
        produced=0
        how_many=0
        painted = time.time()

def read(self):
    buf = self.buf  
    data = buf.read(CHUNK_BYTES)
    if len(data) == 0:
        buf.seek(0)
        data = buf.read(CHUNK_BYTES)

    self.deadline += CHUNK_DURATION 
    delay = self.deadline - time.time()
    if delay > 0:
        time.sleep(delay)
    return data

def read(self):
    self.deadline += 0.020  
    delay = self.deadline - time.perf_counter()
    if delay > 0:
        time.sleep(delay)
    return self._read()