Pythonで一定周期のループを実装する方法

Pythonで一定周期のループを実装する方法について説明します。この記事では、Pythonのtimeモジュールとthreadingモジュールを使用して、一定の間隔で処理を繰り返す方法を紹介します。

time.sleepによる待機

最も単純な方法は、time.sleep関数を使用して一定時間待つことです。しかし、この方法では、1周するごとに他の処理の時間が加算され、実質的には1秒周期にならない可能性があります。

import time
for i in range(1000):
    print(time.time())
    time.sleep(1)

threadingでタイマーを使う

次に、threadingモジュールを使用して別スレッドを立てて実行する方法を考えます。この方法では、定周期の最初で次の定周期用タイマーを定義し、以降で通常の処理を行います。

import time
import threading

def scheduler():
    t = threading.Timer(1, scheduler)
    t.start()
    print(time.time())

t = threading.Thread(target = scheduler)
t.start()
time.sleep(1000)

しかし、この方法でも、スレッドを作成してタイマーをかけるまでの時間分だけ、定周期が伸びてしまいます。

処理時間を考慮してthreadingとsleepを使う

別スレッドをどんどん立てて行くことについては共通ですが、途中の処理時間を考慮して、その分の補正を行います。

import time
import threading

def worker():
    print(time.time())
    time.sleep(8)

def scheduler(interval, f, wait = True):
    base_time = time.time()
    next_time = 0
    while True:
        t = threading.Thread(target = f)
        t.start()
        if wait:
            t.join()
        next_time = ((base_time - time.time()) % interval) or interval
        time.sleep(next_time)

scheduler(1, worker, False)

この方法を使うと、多少のばらつきはあるが、平均1秒で実行できるように見えます。

シグナルハンドラを利用する

最後に、シグナルハンドラを利用する方法を紹介します。この方法はUnix系環境限定です。

import signal
import time

def scheduler(arg1, args2):
    print(time.time())

signal.signal(signal.SIGALRM, scheduler)
signal.setitimer(signal.ITIMER_REAL, 1, 1)
time.sleep(1000)

この方法を使うと、明らかに良い精度で1秒で定周期実行できていることがわかります。

以上、Pythonで一定周期のループを実装する方法について説明しました。これらの方法を適切に選択し、使用することで、Pythonでの一定周期のループ処理を効果的に実装することができます。.