为什么 time.sleep() 准确性受 Chrome 影响？

Question

我注意到一些奇怪的行为，这些行为可能特定于也可能不是特定于我的系统。（运行 Windows 8 的联想 t430）

使用这个脚本：

import time

now = time.time()
while True:
    then = now
    now = time.time()
    dif = now - then
    print(dif)
    time.sleep(0.01)

在浏览器打开的情况下，我得到以下输出（我认为是名义上的）。

但是，如果没有打开浏览器，我会观察到严重的每个循环延迟。

显然，这是违反直觉的，因为我认为当并发进程较少时，任何人都希望获得更好的性能。

对这些结果的任何见解或简单复制将不胜感激。

编辑： 有趣的是，我观察到与此代码类似的延迟：

import time

now = time.time()

def newSleep(mark,duration):
    count = 0
    while time.time()-mark < duration:
        count+=1
    print(count)


while True:
    then = now
    now = time.time()
    dif = now - then
    print(dif)
    #time.sleep(0.01)
    newSleep(now,0.01)

虽然它确实提供了额外的洞察力 - 即潜在循环的一些实例是由于缺乏处理器可用性（通过打印 0 的计数来表示） - 我仍然注意到 15ms 的行为，其中打印的计数将高达 70k.. . 和 10 毫秒的行为，计数约为 40k。

Answer 1

我额外启动了 Windows 7 来复制你的发现，我可以确认。

它是Windows 的东西，使用的计时器类型和默认分辨率为 15.6 毫秒（最小 0.5 毫秒）。应用程序可以更改当前分辨率（WinAPI 函数：timeBeginPeriod），而 Chrome会这样做。

此功能会影响全局 Windows 设置。Windows 使用任何进程请求的最低值（即最高分辨率）。设置更高的分辨率可以提高等待函数中超时间隔的准确性。但是，它也会降低整体系统性能，因为线程调度程序更频繁地切换任务。高分辨率还可以防止 CPU 电源管理系统进入省电模式。设置更高的分辨率不会提高高分辨率性能计数器的准确性。

福布斯2014 年的一篇文章涵盖了Chrome 中的一个错误，无论当前负载需要什么，该错误都会将分辨率永久设置为 1 毫秒——这是一个问题，因为它是一个系统范围的影响，对能源消耗有影响。从那篇文章：

在像 Windows 这样的操作系统中，事件通常被设置为每隔一段时间运行一次。为了省电，处理器在没有任何需要注意的时候休眠，并在预定义的时间间隔唤醒。这个时间间隔是 Chrome 在 Windows 中调整的，所以将它减少到 1.000 毫秒意味着系统比 15.625 毫秒更频繁地唤醒。事实上，在 1.000 毫秒时，处理器每秒唤醒 1000 次。默认值 15.625 毫秒意味着处理器每秒仅唤醒 64 次以检查需要注意的事件。

微软自己表示，1.000 毫秒的滴答率可能会使功耗增加“多达 25%”。

您可以使用time.get_clock_info()从 Python 获取默认分辨率。

namespace = time.get_clock_info('time')
namespace.adjustable
# True
namespace.implementation
# 'GetSystemTimeAsFileTime()'
namespace.monotonic
# False
namespace.resolution
# 0.015600099999999999

您可以cmd使用ClockRes小程序获得实际分辨率。

Answer 2

我在 windows 和 ubuntu 服务器（virtualbox）（没有浏览器）中尝试了相同的方法，但结果是相同的，我得到的平均值是

在 Ubuntu 服务器中

    0.010122537612915039
    0.010426998138427734
    0.010067939758300781
    0.010767221450805664
    0.010728120803833008
    0.010106086730957031
    0.01068258285522461
    0.010105609893798828
    0.01118612289428711
    0.010136842727661133
    0.010585784912109375
    0.010425567626953125
    0.01014852523803711
    0.010422945022583008
    0.01010894775390625

在 Windows 中

    0.010767221450805664
    0.010751485824584961
    0.010716915130615234
    0.010229110717773438
    0.01016545295715332
    0.010195255279541016
    0.010723352432250977
    0.010744094848632812
    0.010716438293457031
    0.010564565658569336
    0.010889291763305664
    0.010728597640991211
    0.010579824447631836
    0.010889530181884766
    0.010567903518676758
    0.010717153549194336
    0.010735273361206055

所以，在我看来，打开的浏览器和 python 的性能之间没有相关性

Answer 3

对这些结果的任何见解或简单复制将不胜感激。

干得好：

使用您的代码和最新版本的 Chrome，我可以用几乎相同的结果确认这种行为。

我测量了平均花费的时间-

浏览器运行：0.01055538261329734

浏览器未运行：0.01563055389053695

我有大约 30 个打开的选项卡，但它们都空闲。目前，我想不出任何原因会发生这种情况。

期待进一步的见解。

Answer 4

虽然我无法在我的机器上重现这种行为，但我怀疑它可能是由动态处理器时钟（以及内存和系统总线时钟）引起的，例如，当您没有打开浏览器时，处理器以 1/ 2 最大时钟，但是一旦您启动浏览器，它就会达到最大时钟。您可以通过在高级电源选项中使用“最大\最小处理器状态\频率”来验证这一点，或者通过运行另一个产生许多进程的应用程序（这就是 Chrome 所做的）而不是浏览器来验证这一点，看看这是否会改变延迟。