Kotlin如何延时准确的循环执行事件,比如倒计时或每一秒执行一次事件

前言

延时循环执行事件很简单,且有很多方式,但想要延时相对精确,就需要稍微设计一下了

普通的方案

线程内阻塞的方案

这种方案很简单,示例代码如下

    while (true){
        block()//执行逻辑
        Thread.sleep(1000)//延时1秒
    }

但缺点也是显而易见,其是线程阻塞的,比较浪费资源

异步或挂起的方案

我们可以使用handler,rxjava,定时线程池或协程等来实现异步方案,这样可以节省线程资源

我们以协程来做示例

    //suspend方法中
    while (true){
        block()//执行逻辑
        delay(1000)//延时1秒
    }

延时准确的方案

可能上面普通方案就能解决一般情况下的需求,但如果是要求延时准确或者需要循环很多次的话就会存在问题

比如众所周知我们常用的操作系统都不是实时操作系统,比如Windows,Linux,Android等,所以我们上面的延时操作不管是Thread.sleep(1000)还是delay(1000)都不一定会在1000毫秒后恢复,我们测试一下:

 可以看到,Thread.sleep(1000)有时候会将线程睡眠1016毫秒之多,而这些是跟操作系统,编程语言,CPU线程相关的,我们几乎无法改变,ps:且执行逻辑可能也会占用时间

这也就导致了,如果你的循环要跑几个月的话(后端程序很正常),每次循环多个几毫秒,这样累加起来可能任务就会少执行很多次,且执行的时间点也会越偏缺远

我们可以使用自校准的方式,来使任务执行次数和时间尽量少出(或不出)偏差

阻塞,异步或挂起自校准方案

我们可以每次在执行逻辑和延时的时候记录当前使用了多少时间(多用了多少时间),然后在下次延时的时候少延时相应时间,这样就可以消除其时间偏差

伪代码如下:

    while (true) {
        //记录开始时间
        //执行逻辑
        delay(1000 - 多用的时间)//延时1秒
        //记录执行逻辑和延时多用了多长时间
    }

这个方案很好的解决了时间偏差的问题,但其实也有如下一些问题:

比如每1秒执行一次,但我的执行逻辑就用了一秒多,这就可能会出现问题了

或者如果此时cpu(操作系统)睡眠了,导致十秒没有cpu时间片,这样就会丢失10个事件

响应式自校准方案

我们可以使用Flow或者RxJava的来做响应式的自校准方案,我们已Flow为例:

/**
 * 延时准确的循环回调flow
 * [timeInterval]时间间隔
 * [callNow]是否执行时就先发送一次事件
 */
fun downtimeFlow(timeInterval: Long, callNow: Boolean = true) =
    flow {
        val startTime = System.currentTimeMillis()//@1
        var i = if (callNow) 0 else 1
        while (true) {
            emit(startTime + i * timeInterval)//@2
            i++
        }
    }.buffer(10)//@3
        .transform {
            //delay到指定时间发送,如果因cpu睡眠等原因导致超过了时间,则直接发送(delay内负数会直接放行)
            delay(it - System.currentTimeMillis())//@4
            emit(it)
        }.flowOn(Dispatchers.Default)//@5

1.  我们先记录开始执行的时间
2. 然后持续的发送要执行任务的时间戳
3. 我们使用buffer操作符建立一个有10个位置的缓冲区,如果在@2的位置发送时发现缓冲区满了,就会挂起等待缓冲区有可用位置后再发送
4. 通过计算并delay距离要执行的任务的时间,来达到指定时间发送的功能
5. 通过flowOn来将上层flow转为异步的,这样能忽略执行逻辑的耗时

这样我们首先通过flowOn操作符将执行逻辑和发送分离,又通过发送时间戳+buffer的方式解决了cpu睡眠的问题

结语

上面我们就解决了精确延时循环执行事件(当然只是相对精确)的问题

不过一般可能也用不到这个需求emmm

如果有错误请大佬们指出