使用 Python 建立确定性时间套接字连接

Question

我必须在两台计算机之间创建 UDP 连接。 计算机A必须每4毫秒发送一次。向计算机 B 发送一个数据包，告诉 B 在何处以及如何移动机械臂。 B计算机将发回手臂位置速度和加速度以及委托和位置之间的误差...

A计算机工作正常，它有我看不到的C代码程序，但这并不重要，因为我正在使用的机器人只接受 python 代码。 我一直在尝试在 B 计算机上使用多线程程序来执行此操作，其中一个线程具有发送回错误和位置的唯一功能。

在这个小线程中，我尝试确定发送 UDP 包（ teledirigido.fbk.send(... )）所需的时间，然后进行睡眠，从 4 毫秒中减去代码执行时间。

class enviaDeterministico(threading.Thread):
    def __init__(self,teledirigido):
        self.teledirigido = teledirigido
        # thanks to mordi
        threading.Thread.__init__(self)
        self.t = timeit.time
    def run(self):
        while 1:
            self.empieza0 = self.t.time()
            self.empieza = self.t.time()
            self.teledirigido.cond.acquire()
            self.teledirigido.fbk.send(self.teledirigido.lectura.enviarAmpliado())
            self.acaba = self.t.time()
            time.sleep((0.004-(self.acaba-self.empieza)))
            self.teledirigido.cond.release()
            self.acaba0 = self.t.time()
            print 'tiempo entre envios %.6f'% (self.acaba0-self.empieza0)

第一个问题是 sleep 方法并不存在“(0.004-(self.acaba-self.empieza))”参数，python 解释器说：

线程 Thread-3 中出现异常：

回溯（最近一次调用最后一次）：

文件“/usr/lib/python2.6/threading.py”，第 532 行，位于 __bootstrap_inner

self.run()

文件“./conclase.py”，第 210 行，运行中

time.sleep(0.004-(self.acaba-self.empieza))

IOError：[Errno 22]无效参数

如果我使用 decsec，则参数无效。程序没有给出错误，而不是毫秒。

我发现的第二个也是最后一个问题是时间安排不太确定。有没有什么方法可以在 python 中创建一个定时事件来运行这段小代码并退出？

我知道，我有很多问题，我希望有人回答这个问题，并且它的结果对其他人有用。

谢谢大家！ stackoverflow 和所有使用它的人都很棒！

Answer 1

time.sleep(max(0, <your time formula>))  # protect from negative time

除非你的内核是用至少 1000 HZ 编译的，否则可能很难达到稳定的 4ms。还要确保你的程序留下足够的空闲 cpu 来正确调度你的“实时”线程，假设你的程序使用超过 90% 的 cpu，你就不会'无法及时醒来。

如果您每 4 毫秒可靠地收到一次 UDP 查询，您就可以以此为基础进行计时。如果您没有定时源，您可以执行以下操作：

class Timer(threading.Thread):
    def run(self):
        started = time.time()
        counter = 0
        while True:
            counter += 1
            now = time.time()
            if started + counter * 0.040 - now > 0:
                time.sleep(started + counter * 0.040 - now)
            # send datum number `counter`

这不会跳过发送数据，但当然可以延迟单个数据，即它将具有正确的频率，但可能会有一些抖动。

Answer 2

当您向 time.sleep 传递负参数时，您会得到 errno 22。

self.acaba 和 self.empieza 的值是什么？如果两次调用之间的时间超过 4 毫秒，则会失败。

获得定期回调取决于您的操作系统。您可以在 Unix 系统上使用 SIGALRM 获得该信息。有关更多信息，请参阅 http://docs.python.org/library/signal.html这。但要小心：信号和线程不能很好地混合。

您还可以查看 stdlib 中的 sched 模块，它在多线程代码中集成得很好。