Windows XP与Windows 7的Java计时准确性

Question

我有一个奇怪的问题 - 我希望有人能向我解释发生了什么事以及可能的解决方法。我在Java中实现了一个Z80内核，并试图通过在单独的线程中使用java.util.Timer对象来减慢速度。

基本设置是我有一个线程运行一个执行循环，每秒50次。在这个执行循环中，执行多个循环，然后调用wait（）。外部定时器线程将每20ms调用Z80对象的notifyAll（），模拟3.54 MHz（ish）的PAL Sega主系统时钟频率。

我上面描述的方法在Windows 7上完美工作（尝试两台机器），但我也尝试过两台Windows XP机器，并且在它们两个上，Timer对象似乎都以大约50％左右的频率过度睡着。这意味着一秒钟的模拟时间实际上在Windows XP机器上花费大约1.5秒左右。

我曾尝试使用Thread.sleep（）而不是Timer对象，但这具有完全相同的效果。我意识到大多数操作系统的时间粒度不会超过1毫秒，但我可以忍受999毫秒或1001毫秒，而不是1000毫秒。我无法忍受的是1562ms - 我只是不明白为什么我的方法可以在较新版本的Windows上正常工作，但不是旧版本 - 我已经研究了中断周期等，但似乎没有已经开发了一种解决方法。

任何人都可以请告诉我这个问题的原因和建议的解决方法？非常感谢。

更新：下面是一个小程序，我建表现出同样的问题的完整代码：

import java.util.Timer; 
import java.util.TimerTask; 

public class WorkThread extends Thread 
{ 
    private Timer timerThread; 
    private WakeUpTask timerTask; 

    public WorkThread() 
    { 
     timerThread = new Timer(); 
     timerTask = new WakeUpTask(this); 
    } 

    public void run() 
    { 
     timerThread.schedule(timerTask, 0, 20); 
     while (true) 
     { 
     long startTime = System.nanoTime(); 
     for (int i = 0; i < 50; i++) 
     { 
      int a = 1 + 1; 
      goToSleep(); 
     } 
     long timeTaken = (System.nanoTime() - startTime)/1000000; 
     System.out.println("Time taken this loop: " + timeTaken + " milliseconds"); 
     } 
    } 

    synchronized public void goToSleep() 
    { 
     try 
     { 
     wait(); 
     } 
     catch (InterruptedException e) 
     { 
     System.exit(0); 
     } 
    } 

    synchronized public void wakeUp() 
    { 
     notifyAll(); 
    } 

    private class WakeUpTask extends TimerTask 
    { 
     private WorkThread w; 

     public WakeUpTask(WorkThread t) 
     { 
      w = t; 
     } 

     public void run() 
     { 
      w.wakeUp(); 
     } 
    } 
} 

所有主类所做的就是创建和启动这些工作线程之一。在Windows 7上，此代码产生大约999ms到1000ms的时间，这非常好。然而，在Windows XP上运行相同的jar会产生大约1562ms到1566ms的时间，这是在我测试过的两台独立的XP机器上。他们都运行Java 6更新27

我觉得这个问题正在发生，因为定时器沉睡了20毫秒（相当小的值） - 如果我塞子所有单个第二的执行环插入等待观望（） - notifyAll（）循环，这会产生正确的结果 - 我敢肯定，看到我想要做什么的人（以50fps模拟世嘉主系统）会看到这不是一个解决方案 - 但它不会给出交互式响应时间，每50次跳过49次。正如我所说，Win7可以很好地处理这个问题。很抱歉，如果我的代码太大:-(

Answer 1

任何人都可以告诉我这个问题的原因和建议的解决方法？

您看到的问题可能与clock resolution有关。一些操作系统（Windows XP及更早版本）因睡眠过多和缓慢等待/通知/休眠（一般中断）而臭名昭着。与此同时，其他操作系统（我见过的每一个Linux）都非常适合在指定时间内返回控制。

解决方法？对于短时间，请使用实时等待（繁忙循环）。长时间睡眠的时间比你真正想要的要少，然后等待剩下的时间。

Answer 2

我会放弃TimerTask，只需使用一个繁忙的循环：

long sleepUntil = System.nanoTime() + TimeUnit.MILLISECONDS.toNanos(20); 
while (System.nanoTime() < sleepUntil) { 
    Thread.sleep(2); // catch of InterruptedException left out for brevity 
} 

两周毫秒的延迟使主机操作系统足够的时间来对其他的东西工作（而且你很可能是在多核上），其余的程序代码要简单得多

如果硬编码的两毫秒是一个钝的仪器太多，你可以计算所需的睡眠时间和使用Thread.sleep(long, int)过载。

Answer 3

您可以在Windows XP上设置计时器分辨率。

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/dd757624%28v=vs.85%29.aspx

由于这是一个系统范围的设置，你可以使用一个工具来设置分辨率，使您可以验证这是否是你的问题。

尝试了这一点，看看它是否帮助：http://www.lucashale.com/timer-resolution/

您可能会看到新版本的Windows更好的时机，因为在默认情况下，新版本可能有更严格的时序。另外，如果您正在运行Windows Media Player等应用程序，则会提高计时器分辨率。所以如果你在运行你的模拟器时碰巧听到一些音乐，你可能会得到很棒的时间。