日期时间漂移 - 2小时后的奇怪问题

Question

我有一个线程每40毫秒（25赫兹）生成一个网络数据包，它是一个无限循环（直到被告知停止），我正在使用thread.sleep。

当我构建数据包时，其中一个值是当前的GPS时间，使用DateTime.UtcNow并添加闰秒。

这在我开始时工作正常，但随着时间的推移漂移，大约2小时后，它落后了5秒。

我有一个Symmetrom GPS时间服务器，我正在使用他们的软件作为NTP客户端，它说PC上的累积漂移大约是1.2秒（我注意到的大部分是在PC关闭而不同步时漂移到NTP）。

任何人都知道什么是错的？ 我知道thread.sleep不是完美的计时，而Windows不是RTOS，但漂移没有意义，丢帧会。

由于一些专有和ITAR问题，我无法发布代码，但我可以发布一个粗略的大纲：

while(!abort) { 
   currentTime = DateTime.UtcNow + leapSeconds ; 
   buildPacket(currentTime); 
   stream.Write(msg, 0, sendSize); 
   //NetworkStream Thread.Sleep(40); 
}

我在Windows 7并使用Visual Studios 2010。

Answer 1

我认为这是因为while循环执行的时间是40 ms（您的睡眠）+执行构建数据包的代码所需的时间。

您是否尝试过使用System.Threading.Timer？ 这样，您的代码将在一个单独的线程中执行，然后计算您的时间。 但是，我认为性能不足以让您的实时应用程序长时间运行。

Answer 2

可能涉及许多开销，包括网络IO。 您可以将创建的时间与此类型分开：

public void Timing()
{
    // while (true) to simplify...
    // You should probably remember the last time sent and adjust the 40ms accordingly
    while (true)
    {
        SendPacketAsync(DateTime.UtcNow);
        Thread.Sleep(40);
    }
}

public Task SendPacketAsync(DateTime timing)
{
    return Task.Factory.StartNew(() => {
        var packet = ...; // use timing
        packet.Send(); // abstracted away, probably IO blocking
    });
}

Answer 3

其他答案都是针对这个问题的......除了你正在睡觉的事实之外，你还有开销。

TPL

如果您在TPL世界中运营，那么您可以创建一个非常简单的解决方案：

while(running)
  await Task.WhenAll(Task.Delay(40), Task.Run(()=>DoIO()));

这是一个很好的解决方案，因为它将等待IO操作（ DoIO() ），以防它超过40ms。 它也避免使用Thread.Sleep() ，它总是理想的......

计时器

因此，请使用每40ms触发一次的计时器（ System.Threading.Timer ）。 这样，您可以构建和发送数据包，但计时器仍在计数。 这里的风险是，如果IO操作时间超过40毫秒，那么您就有竞争条件。

注意

40ms是一个期待准确回调的好时机，但是，假设您认为您需要4ms，那么操作系统可能无法提供这种分辨率。 您需要一个实时操作系统来实现这种准确性。

Answer 4

我猜你有两件事被咬了。

• 现代Windows中的默认计时器分辨率为10毫秒（尽管不能保证）。 如果你把它留在那，你最多会有很多抖动。 您可以使用多媒体API来增加计时器分辨率。 在MSDN上搜索timeGetDevCaps，timeBeginPeriod和timeEndPeriod。
• 您应该根据一些固定的开始时间来计算您的睡眠间隔，而不是在每次迭代时睡眠40毫秒。 下面的代码说明了这一点。

这是一些骨架代码：

static void MyFunction()
{
    //
    // Use timeGetDevCaps and timeBeginPeriod to set the system timer
    // resolution as close to 1 ms as it will let you.
    //

    var nextTime = DateTime.UtcNow;

    while (!abort)
    {
        // Send your message, preferably do it asynchronously.

        nextTime = nextTime.AddMilliseconds(40);
        var sleepInterval = nextTime - DateTime.UtcNow;

        // may want to check to make sure sleepInterval is positive.

        Thread.Sleep(sleepInterval);
    }

    //
    // Use timeEndPeriod to restore system timer resolution.
    //
}

我不知道有关多媒体时间* API函数的任何.Net包装器。 您可能需要使用PInvoke从C＃中调用它们。