python 的 time.sleep() 有多准确？

问题描述：

我可以给它浮点数，例如

time.sleep(0.5)

但它有多准确？如果我给它

time.sleep(0.05)

它真的会睡眠大约 50 毫秒吗？

解决方案 1：

该函数的精度time.sleep取决于底层操作系统的睡眠精度。对于非实时操作系统（如普通 Windows），您可以睡眠的最小间隔约为 10-13 毫秒。我曾见过在高于最低 10-13 毫秒时，睡眠时间精确到该时间的几毫秒之内。

更新：就像下面引用的文档中提到的那样，循环进行睡眠是很常见的，如果它让你早早醒来，它就会确保重新进入睡眠状态。

我还应该提到，如果您正在运行 Ubuntu，您可以通过安装rt 内核包（至少在 Ubuntu 10.04 LTS 中）来试用伪实时内核（使用RT_PREEMPT补丁集）。

非实时 Linux 内核的最小睡眠间隔更接近 1ms 而不是 10ms，但它以不确定的方式变化。

解决方案 2：

人们对操作系统和内核之间的差异的看法非常正确，但我在 Ubuntu 中没有看到任何粒度，在 MS7 中我看到了 1 毫秒的粒度。建议对 time.sleep 进行不同的实现，而不仅仅是不同的滴答率。顺便说一句，仔细检查表明 Ubuntu 中的粒度为 1μs，但这是由于我用于测量准确性的 time.time 函数。

解决方案 3：

以下是我对威尔伯特的回答的跟进：对于 Mac OS X Yosemite 来说也是如此，因为还没有太多提到它。

看起来很多时候它的休眠时间约为您请求时间的 1.25 倍，有时休眠时间介于您请求时间的 1 到 1.25 倍之间。它几乎从不（约 1000 个样本中的两次）休眠时间明显超过您请求时间的 1.25 倍。

此外（未明确显示），1.25 关系似乎保持得很好，直到低于约 0.2 毫秒，之后它开始变得有点模糊。此外，在请求的时间量超过 20 毫秒后，实际时间似乎稳定在比您请求的时间长约 5 毫秒。

再次，它在 OS X 中的实现似乎sleep()与在 Windows 或 Wilbert 使用的 Linux 内核中的实现完全不同。

解决方案 4：

来自文档：

另一方面，
time()和的精度sleep()优于它们的 Unix 等效项：时间表示为浮点数，
time()返回最准确的可用时间（gettimeofday
在可用时使用 Unix），并且sleep()接受非零分数的时间（select在可用时使用 Unix 来实现这一点）。

更具体地说sleep()：​

暂停执行给定的秒数。参数可以是浮点数，以指示更精确的休眠时间。实际暂停时间可能小于请求的时间，因为任何捕获的信号都会终止该信号的捕获例程的后续执行。此外，由于系统中其他活动的调度，sleep()暂停时间可能比请求的时间长任意长。

解决方案 5：

如果您需要更高的精度或更低的睡眠时间，并且不介意等待时的忙循环（100％的 CPU 核心使用率），请考虑自己制作：

import time

def sleep(duration, get_now=time.perf_counter):
    now = get_now()
    end = now + duration
    while now < end:
        now = get_now()

解决方案 6：

你为什么不去发现呢：

from datetime import datetime
import time

def check_sleep(amount):
    start = datetime.now()
    time.sleep(amount)
    end = datetime.now()
    delta = end-start
    return delta.seconds + delta.microseconds/1000000.

error = sum(abs(check_sleep(0.050)-0.050) for i in xrange(100))*10
print "Average error is %0.2fms" % error

记录一下，我的 HTPC 上的误差约为 0.1ms，笔记本电脑上的误差约为 2ms，这两台机器都是 Linux 机器。

解决方案 7：

该time.sleep方法在即将发布的 Python (3.11) 版本中经过了大量重构。现在 Windows 和 Unix 平台上都可以获得类似的准确度，并且默认情况下始终使用最高精度。以下是新文档的相关部分：

在 Windows 上，如果 secs 为零，则线程将其时间片的剩余部分让给任何其他准备运行的线程。如果没有其他准备运行的线程，则该函数立即返回，线程继续执行。在 Windows 8.1 及更高版本上，实现使用高精度计时器，精度为 100 纳秒。如果 secs 为零，则使用 Sleep(0)。

Unix 实现：

• 如果可用，请使用clock_nanosleep()（分辨率：1纳秒）；

• 或者使用 nanosleep()（如果可用）（分辨率：1 纳秒）；

• 或者使用select（）（分辨率：1微秒）。

因此，从 python 3.11 开始，在大多数平台上只需调用time.sleep即可，这是个好消息！最好对这个新实现进行类似于 @wilbert 的跨平台基准测试。

解决方案 8：

一个小更正，有几个人提到可以通过信号提前结束睡眠。在3.6 文档中，它说，

在 3.5 版更改: 即使睡眠被信号中断，该函数现在也会睡眠至少 secs，除非信号处理程序引发异常（请参阅PEP 475了解基本原理）。

解决方案 9：

time.sleep() 的高精度变体。

逻辑：time.sleep() 的精度低于 5ms，因此给定一个时间窗口（例如 1 秒），它会将剩余时间分成 remaining_time / 2，每次迭代将睡眠时间减半。当它达到 < 20ms 时，它会移动到 while 循环（CPU 密集型），然后在剩余时间 < 0ms 时中断。

import time
def high_precision_sleep(duration):
    start_time = time.perf_counter()
    while True:
        elapsed_time = time.perf_counter() - start_time
        remaining_time = duration - elapsed_time
        if remaining_time <= 0:
            break
        if remaining_time > 0.02:  # Sleep for 5ms if remaining time is greater
            time.sleep(max(remaining_time/2, 0.0001))  # Sleep for the remaining time or minimum sleep interval
        else:
            pass

时间测试：

script_start_time = time.perf_counter()
time.sleep(1)
time_now = time.perf_counter()
elapsed_time = (time_now - script_start_time) * 1000
print("[%.6f] time.sleep" % elapsed_time)

script_start_time = time.perf_counter()
high_precision_sleep(1)
time_now = time.perf_counter()
elapsed_time = (time_now - script_start_time) * 1000
print("[%.6f] high_precision_sleep" % elapsed_time)

结果：

[1007.893800] time.sleep
[1000.004200] high_precision_sleep

解决方案 10：

您实际上无法保证有关 sleep() 的任何事情，除了它至少会尽最大努力按照您的指示睡眠（信号可以在时间到之前终止您的睡眠，还有许多其他事情可以使其运行很长时间）。

当然，在标准桌面操作系统上可以获得的最小值将在 16 毫秒左右（计时器粒度加上上下文切换时间），但当您尝试睡眠 10 毫秒时，与所提供参数的百分比偏差可能会很大。

信号、持有 GIL 的其他线程、内核调度、处理器速度步进等都可能严重影响线程/进程实际休眠的持续时间。

解决方案 11：

def test():
    then = time.time()  # get time at the moment
    x = 0
    while time.time() <= then+1:  # stop looping after 1 second
        x += 1
        time.sleep(0.001)  # sleep for 1 ms
    print(x)

在 Windows 7 / Python 3.8 上1000，即使我将睡眠值设置为0.0005

因此，至少对于这个特定设置来说，1ms 是完美的

编辑 2024：

在 Win10 / Python 3.9.2 上再次运行此测试，它返回66(15ms)。

除非将睡眠持续时间设置为0，

在这种情况下，它只会返回 200 万以上的某个值，因为它会跳过睡眠

解决方案 12：

def start(self):
    sec_arg = 10.0
    cptr = 0
    time_start = time.time()
    time_init = time.time()
    while True:
        cptr += 1
        time_start = time.time()
        time.sleep(((time_init + (sec_arg * cptr)) - time_start ))

        # AND YOUR CODE .......
        t00 = threading.Thread(name='thread_request', target=self.send_request, args=([]))
        t00.start()

不要使用变量传递 sleep() 的参数，必须将计算直接插入到 sleep() 中

我的终端回归了

1 ────── 17:20:16.891 ────────────────────

2 ────── 17:20:18.891 ────────────────────

3 ────── 17:20:20.891 ────────────────────

4 ────── 17:20:22.891 ────────────────────

5 ────── 17:20:24.891 ────────────────────

....

689 ──── 17:43:12.891 ────────────────────

690 ──── 17:43:14.890 ────────────────────

691 ──── 17:43:16.891 ────────────────────

692 ──── 17:43:18.890 ────────────────────

693 ──── 17:43:20.891 ────────────────────

...

727────17:44:28.891────────────────────

728────17:44:30.891────────────────────

729 ──── 17:44:32.891 ────────────────────

730 ──── 17:44:34.890 ────────────────────

731 ──── 17:44:36.891 ────────────────────

解决方案 13：

最近在 Windows 10 上的 Python 3.7 上进行了测试。精度约为 1ms。