每秒精确运行一次循环

Question

我正在运行此循环以每秒检查和打印一些内容。然而，因为计算可能需要几百毫秒，所以打印时间有时会跳过一秒。

有没有办法编写这样一个循环，保证我每秒都能得到打印输出？（当然，前提是循环中的计算需要不到一秒钟:)）

while true; do
  TIME=$(date +%H:%M:%S)
  # some calculations which take a few hundred milliseconds
  FOO=...
  BAR=...
  printf '%s  %s  %s\n' $TIME $FOO $BAR
  sleep 1
done

Answer 1

为了更接近原始代码，我所做的是：

while true; do
  sleep 1 &
  ...your stuff here...
  wait # for sleep
done

这稍微改变了语义：如果你的东西用了不到一秒，它会等待整整一秒过去。但是，如果您的东西因任何原因需要超过一秒钟，它就不会继续产生更多的子进程，而且永远不会结束。

所以你的东西永远不会并行运行，而不是在后台运行，所以变量也按预期工作。

请注意，如果您还启动了其他后台任务，则必须将wait指令更改为仅sleep专门等待该进程。

如果你需要它更准确，你可能只需要将它同步到系统时钟和 sleep ms 而不是整秒。

如何同步到系统时钟？真的不知道，愚蠢的尝试：

默认：

while sleep 1
do
    date +%N
done

输出：003511461 010510925 016081282 021643477 028504349 03...（持续增长）

同步：

 while sleep 0.$((1999999999 - 1$(date +%N)))
 do
     date +%N
 done

输出：002648691 001098397 002514348 001293023 001679137 00...（保持不变）

Answer 2

如果您可以将循环重组为脚本/oneliner，那么最简单的方法是使用watch及其precise选项。

你可以看到效果watch -n 1 sleep 0.5- 它会显示秒数，但偶尔会跳过一秒。运行它watch -n 1 -p sleep 0.5会每秒输出两次，每一秒，你不会看到任何跳过。

Answer 3

在作为后台作业运行的子 shell 中运行操作将使它们不会对sleep.

while true; do
  (
    TIME=$(date +%T)
    # some calculations which take a few hundred milliseconds
    FOO=...
    BAR=...
    printf '%s  %s  %s\n' "$TIME" "$FOO" "$BAR"
  ) &
  sleep 1
done

从一秒中“偷走”的唯一时间是启动子shell 所花费的时间，因此它最终会跳过一秒，但希望比原始代码少。

如果子 shell 中的代码最终使用了超过一秒的时间，循环将开始积累后台作业并最终耗尽资源。

Answer 4

另一种选择（如果您不能使用，例如，watch -p正如 Maelstrom 所建议的那样）是sleepenh[ manpage ]，它是为此而设计的。

例子：

#!/bin/sh

t=$(sleepenh 0)
while true; do
        date +'sec=%s ns=%N'
        sleep 0.2
        t=$(sleepenh $t 1)
done

请注意，sleep 0.2模拟执行一些耗时约 200 毫秒的耗时任务。尽管如此，纳秒输出保持稳定（好吧，按照非实时操作系统标准）——它每秒发生一次：

sec=1533663406 ns=840039402
sec=1533663407 ns=840105387
sec=1533663408 ns=840380678
sec=1533663409 ns=840175397
sec=1533663410 ns=840132883
sec=1533663411 ns=840263150
sec=1533663412 ns=840246082
sec=1533663413 ns=840259567
sec=1533663414 ns=840066687

相差不到 1 毫秒，而且没有趋势。这很好；如果系统上有任何负载，您应该期望至少 10 毫秒的反弹——但随着时间的推移仍然没有漂移。也就是说，你不会失去一秒钟。

Answer 5

与zsh：

n=0
typeset -F SECONDS=0
while true; do
  date '+%FT%T.%2N%z'
  ((++n > SECONDS)) && sleep $((n - SECONDS))
done

如果您的 sleep 不支持浮点秒，则可以使用zsh'szselect代替（在 a 之后zmodload zsh/zselect）：

zmodload zsh/zselect
n=0
typeset -F SECONDS=0
while true; do
  date '+%FZ%T.%2N%z'
  ((++n > SECONDS)) && zselect -t $((((n - SECONDS) * 100) | 0))
done

只要循环中的命令运行时间少于一秒，这些就不应该漂移。