日期時間漂移 - 2小時后的奇怪問題

Question

我有一個線程每40毫秒（25赫茲）生成一個網絡數據包，它是一個無限循環（直到被告知停止），我正在使用thread.sleep。

當我構建數據包時，其中一個值是當前的GPS時間，使用DateTime.UtcNow並添加閏秒。

這在我開始時工作正常，但隨着時間的推移漂移，大約2小時后，它落后了5秒。

我有一個Symmetrom GPS時間服務器，我正在使用他們的軟件作為NTP客戶端，它說PC上的累積漂移大約是1.2秒（我注意到的大部分是在PC關閉而不同步時漂移到NTP）。

任何人都知道什么是錯的？ 我知道thread.sleep不是完美的計時，而Windows不是RTOS，但漂移沒有意義，丟幀會。

由於一些專有和ITAR問題，我無法發布代碼，但我可以發布一個粗略的大綱：

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

我在Windows 7並使用Visual Studios 2010。

Answer 1

我認為這是因為while循環執行的時間是40 ms（您的睡眠）+執行構建數據包的代碼所需的時間。

您是否嘗試過使用System.Threading.Timer？ 這樣，您的代碼將在一個單獨的線程中執行，然后計算您的時間。 但是，我認為性能不足以讓您的實時應用程序長時間運行。

Answer 2

可能涉及許多開銷，包括網絡IO。 您可以將創建的時間與此類型分開：

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

其他答案都是針對這個問題的......除了你正在睡覺的事實之外，你還有開銷。

TPL

如果您在TPL世界中運營，那么您可以創建一個非常簡單的解決方案：

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

這是一個很好的解決方案，因為它將等待IO操作（ DoIO() ），以防它超過40ms。 它也避免使用Thread.Sleep() ，它總是理想的......

計時器

因此，請使用每40ms觸發一次的計時器（ System.Threading.Timer ）。 這樣，您可以構建和發送數據包，但計時器仍在計數。 這里的風險是，如果IO操作時間超過40毫秒，那么您就有競爭條件。

注意

40ms是一個期待准確回調的好時機，但是，假設您認為您需要4ms，那么操作系統可能無法提供這種分辨率。 您需要一個實時操作系統來實現這種准確性。

Answer 4

我猜你有兩件事被咬了。

• 現代Windows中的默認計時器分辨率為10毫秒（盡管不能保證）。 如果你把它留在那，你最多會有很多抖動。 您可以使用多媒體API來增加計時器分辨率。 在MSDN上搜索timeGetDevCaps，timeBeginPeriod和timeEndPeriod。
• 您應該根據一些固定的開始時間來計算您的睡眠間隔，而不是在每次迭代時睡眠40毫秒。 下面的代碼說明了這一點。

這是一些骨架代碼：

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.
    //
}

我不知道有關多媒體時間* API函數的任何.Net包裝器。 您可能需要使用PInvoke從C＃中調用它們。