分析iOS中的定时器,NSTimer准不准?

NSTimer

我们来写一段代码

跑一下

可以看到,其计时偏差基本在1毫秒以内。

在正常的使用中,1毫秒以内偏差的计时可以说是非常准确了,如果题目并不是需要实现纳米级精度的计时,那么肯定是考虑到了其他影响到NSTimer计时精度的因素,我们试着来总结一下。

1、RunLoop的影响

为了验证,给计时任务加点重活

先在模拟器上跑

可以看到计时偏差还是能控制在1毫秒以内

我们把上面的代码用真机(iPhone6)跑一下

可以看到计时偏差已经超过1毫秒了,说明CPU性能对定时器的精度影响是有的,但这是根本原因吗?

我们再加一点重活看看


运行结果

计时偏差已经去到了6秒之多,显然是有问题的

原因分析:

定时器被添加在主线程中,由于定时器在一个RunLoop中被检测一次,所以如果在这一次的RunLoop中做了耗时的操作,当前RunLoop持续的时间超过了定时器的间隔时间,那么下一次定时就被延后了。

解决方法:

1、在子线程中创建timer,在主线程进行定时任务的操作

2、在子线程中创建timer,在子线程中进行定时任务的操作,需要UI操作时切换回主线程进行操作

2、RunLoop模式的影响

为了验证,我们在当前页面上添加一个tableview,在定时器运行时,我们对tableview进行滑动操作,可以发现,定时器并不会触发下一次的定时任务。

原因分析:

主线程的RunLoop有两种预设的模式,RunLoopDefaultMode和TrackingRunLoopMode。

当定时器被添加到主线程中且无指定模式时,会被默认添加到DefaultMode中,一般情况下定时器会正常触发定时任务。但是当用户进行UI交互操作时(比如滑动tableview),主线程会切换到TrackingRunLoopMode,在此模式下定时器并不会被触发

解决方法:

添加定时器到主线程的CommonMode中或者子线程中

   [[NSRunLoop mainRunLoop]addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

其他方式的Timer

1、纳秒级精度的Timer

使用mach_absolute_time()来实现更高精度的定时器。

iPhone上有这么一个均匀变化的东西来提供给我们作为时间参考,就是CPU的时钟周期数(ticks)。

通过mach_absolute_time()获取CPU已运行的tick数量。将tick数经过转换变成秒或者纳秒,从而实现时间的计算。

以下代码实现来源于网络:

#include <mach/mach.h>

#include <mach/mach_time.h>

staticconstuint64_tNANOS_PER_USEC =1000ULL;

staticconstuint64_tNANOS_PER_MILLISEC =1000ULL *NANOS_PER_USEC;

staticconstuint64_tNANOS_PER_SEC =1000ULL *NANOS_PER_MILLISEC;

static mach_timebase_info_data_t timebase_info;

staticuint64_tnanos_to_abs(uint64_tnanos) {

    return nanos * timebase_info.denom / timebase_info.numer;

}

voidwaitSeconds(intseconds) {

    mach_timebase_info(&timebase_info);

    uint64_ttime_to_wait =nanos_to_abs(seconds *NANOS_PER_SEC);

    uint64_t now = mach_absolute_time();

    mach_wait_until(now + time_to_wait);

}

理论上这是iPhone上最精准的定时器,可以达到纳秒级别的精度,但是怎样去验证呢?

由于日志的输出需要消耗时间,CPU线程之间的调度也需要消耗时间,所以无法从Log中输出的系统时间来验证其更高的精度,根据我测试的系统时间来看,时间偏差也是在1毫秒以内。

2、GCD定时器

我们知道,RunLoop是dispatch_source_t实现的timer,所以理论上来说,GCD定时器的精度比NSTimer只高不低。

NSTimeInterval interval = 1.0;

_timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0));

dispatch_source_set_timer(_timer, dispatch_walltime(NULL,0), interval *NSEC_PER_SEC,0);

dispatch_source_set_event_handler(_timer, ^{

    NSLog(@"GCD timer test");

});

dispatch_resume(_timer);

总结

从结果看,NSTimer在其使用场景下足够准了,对于“不准”更多是集中在对其错误的使用方式上,只要我们足够深入了解,正确地使用,就能让它“准”。

实际上,苹果也不推荐使用太高精度的定时器,对于NSTimer,精度在50-100ms都是正常的,如果我们需要足够高精度地进行计时,比如统计APP启动时间、一段任务代码的运行时间等等,NSTimer不是一个好的选择,mach_absolute_time()或者可以帮到你,苹果开发工具也带有更专业的API或者插件提供给开发者。

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