java - java中的时间同步

Question

在 for 循环中，我通过检索和处理车辆信息来控制基于模拟步骤的交通模拟器 SUMO。为了确保我的程序“实时”模拟（1 个模拟步骤 = 1 秒），我想在处理阶段之后让我的程序休眠，直到下一个时间步骤开始。为了获得更好的结果，我正在根据最初采用的参考时间戳计算时间戳。

循环如下所示：

    System.out.println("start of traffic simulation ...");

    for (int i = 0; i < stepCount; i++)
    {
        System.out.println("step: " + i);

        // set before timeStamp
        beforeTimeStamp = System.currentTimeMillis();

        if (firstStep)
        {
            // get reference timeStamp
            referenceTimeStamp = beforeTimeStamp;
            firstStep = false;
        }
        else
        {
            // get next vehicleVector
            vehicleVector = masterControl.traCIclient.simulateStep();
        }

        // process vehicleVector

        // set after timeStamp
        afterTimeStamp = System.currentTimeMillis();

        processingTime = afterTimeStamp - beforeTimeStamp;

        // calculate sleepTime
        sleepTime = referenceTimeStamp + ((i + 1) * 1000) - afterTimeStamp;

       // sleep for sleepTime ms
       Thread.sleep(sleepTime);
    }

    System.out.println("end of traffic simulation ...");

这是一些变量的输出：

步数：0                                                                                                         
前时间戳 1252317242565                                                                                   
参考时间：1252317242565                                                                                   
处理时间：394                                                                                            
测试时间：1252317243565                                                                                        
后时间戳 1252317242959                                                                                    
睡眠时间：606                                                                                                  
第1步                                                                                                         
前时间戳 1252317242961                                                                                   
处理时间：665                                                                                            
测试时间：1252317244565                                                                                        
后时间戳 1252317243626                                                                                    
睡眠时间：939（预计：1000 - 665 = 335）

如您所见，睡眠时间仅对第一个模拟步骤是正确的。我不知道我在这里可能出了什么问题。有人有想法吗？

BR,

马库斯

score 10 · Accepted Answer

由于 Java 不提供关于线程调度的绝对保证，因此您无法使用标准 Java睡眠确切的时间。Java 会受到操作系统分配 CPU 时间的影响，并且您的程序将受到不可预测的垃圾收集暂停的影响。

如果您确实需要可预测的执行，那么您需要查看Java 的实时规范。这显然是矫枉过正！

您可以ScheduledExecutorService在java.util.concurrent包中使用来定期执行任务（通过休眠一段时间或以特定速率执行）。用法：

import static java.util.concurrent.*

Executors.newSingleThreadScheduledExecutor().scheduleAtFixedRate(task, 0, 1, TimeUnit.SECONDS)

但这并不准确（参见 JavaDoc）：

但请注意，由于网络时间同步协议、时钟漂移或其他因素，相对延迟的到期不必与启用任务的当前日期一致

（强调我的）

score 4 · Accepted Answer

为什么不睡觉1000 - processingTime呢？这将是您最接近正确答案的地方。

您的解决方案仅适用于第一步，因为它仅适用于第一步。您假设您将在开始处理每个步骤referenceTime + (step * 1000)，但您没有考虑开销（线程休眠、打印、垃圾收集）。打印出来 referenceTimeStamp + ((i + 1) * 1000) - beforeTimeStamp 看看我的意思

score 3 · Accepted Answer

从 Java 5 开始，Java 中有一个简单的标准解决方案。

看看ScheduledExecutorService。

它看起来像这样：

        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        service.scheduleAtFixedRate(new MyCode(), 0, 1, TimeUnit.SECONDS);

其中 MyCode 类实现了可运行接口，并将每秒执行一次。

这不是实时保证，但对于您的情况应该足够了。

score 2 · Accepted Answer

正如其他人所强调的那样，您应该睡 1000 个处理时间。

忽略 Java SE 不提供实时平台的事实（因此您不会获得精确度），我可能会看一下Timer类，尤其是Timer.scheduleAtFixedRate()，它将照顾定期安排任务。

score 0 · Accepted Answer

你确定输出来自同一个程序吗？查看内联突出显示的差异，

step:   0                                                                                                         
beforeTimeStamp 1252317242565                                                                                   
reference time: 1252317242565                                                                                   
processing time: 394                                                                                            
test time: 1252317243565                                                                                        
afterTimeStamp 1252317242959                                                                                    
sleepTime: 606 #### It didn't sleep this long at all
step: 1                                                                                                         
beforeTimeStamp 1252317242961 #### This is only 2ms from last afteTimeStamp                                                                                 
processing time: 665                                                                                            
test time: 1252317244565                                                                                        
afterTimeStamp 1252317243626                                                                                    
sleepTime: 939 (exspected: 1000 - 665 = 335)  #### This is to make up the deficit from last sleep

拳头睡眠有 604 (606-2) 不足。所以 939 (335 + 604) 是第二个循环的正确睡眠时间。

Java 的 sleep 不准确，但也不能相差这么远。我认为要么您在调试器中中断程序，要么代码与输出不匹配。

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