一日一技:為什麼不建議使用 time.sleep 實現定時功能?

有時候，我們想實現一個非常簡單的定時功能，例如讓一個程序每天早上8點調用某個函數。但我們又不想安裝任何第三方庫，也不會使用 crontab 或者任務計劃功能，就想使用純 Python 來實現。

可能有同學會這樣寫代碼：

import time
import datetime


def run():
    print('我是需要被每天調用的函數')

def schedule():
    target_time = datetime.time(8, 0, 0)
    today = datetime.date.today()
    target_date = today + datetime.timedelta(days=1)
    target_datetime = datetime.datetime.combine(target_date, target_time)
    now = datetime.datetime.now()
    delta = (target_datetime - now).total_seconds()
    time.sleep(delta)
    run()
    while True:
        time.sleep(24 * 3600)
        run()

if __name__ == '__main__':
    schedule()
這段程序，首先計算出現在距離明天早上8點相差的秒數。睡這麼多秒以後，第一次運行目標函數。然後進入一個死循環，每隔86400秒，程序調用一次 run 函數。
這個程序初看起來，似乎沒有什麼問題。但如果你每天觀察它的運行時間，你會發現隨著時間的推移，時間會越來越不準確。
這是因為，run 函數不是一瞬間就運行完成的。它運行也會消耗時間。假設程序第一次運行 run 函數的時候，確實剛剛好是8:00，run 函數運行了2秒。那麼，程序睡眠86400秒以後，時間實際上是8:00:02.從第二天開始，每天晚2秒鐘。一個月就會晚一分鐘。
但實際上，我們如果付出一點點微不足道的代價，我們就可以防止這種誤差的發生，並且程序代碼會變得更簡單：
import time
import datetime


def run():
    print('我是需要被每天調用的函數')

def schedule():
    last_run = None
    while True:
        now = datetime.datetime.now()
        if now.strftime('%H:%M') == '08:00' and last_run != now.date():
            run()
            last_run = now.date()
        time.sleep(1)

if __name__ == '__main__':
    schedule()
程序在一個死循環中，每秒做一次檢查，如果當前的時分正好是08:00，並且上一次運行不是今天，那麼就調用 run 函數，並把上一次運行的時間設置為今天。否則，就睡眠1秒鐘。
這樣做，相當於每秒都會校對時間，從而避免了長時間運行導致的時間誤差。雖然看起來這個死循環會非常消耗 CPU，但只要你算一下，實際上它只不過每天循環86400次而已。這個次數並不多。
但無論如何，專業的事情應該交由專業的工具來做。time.sleep用來設置周期性的時間間隔可以，但它實際上不適合用來做定時任務。
因為一個支持定時任務的庫，例如 Python 的schedule或者APScheduler，他們在確保定時時間準確上，做了很多工作。還有一些庫甚至用到了時間輪這樣的數據結構來確保時間的準確性。這不是我們簡單用兩三行 Python 代碼就能完成的。
總結
如果能用 crontab 或者任務計劃，那麼這是最優選擇。其次，使用 Python 專用的定時模塊。最次，才是使用 time.sleep 來實現。如果不得不用 time.sleep，那麼應該儘量縮短檢查的間隔，避免長時間睡眠。
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