如何防止定时器在后台变慢

Question

我正在用 Swift 编写一个 Mac OS 应用程序，并希望每 0.5 秒重复一次任务（或多或少，不需要高精度）。当我使用其他应用程序时，此应用程序应该在后台运行。

我目前正在使用Timer：

Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: 0.5, repeats: true)

它开始正常，大约每 0.5 秒更新一次，但在后台运行一段时间后，计时器会大幅减慢到大约 1 秒或 2 秒的间隔（它非常接近这些值，似乎计时器跳过滴答声或有一个2 或 4 倍的减速）。

我怀疑这是因为应用程序在后台几秒钟后被赋予了低优先级。有没有办法避免这种情况？它可以在 XCode 的应用程序设置中通过要求始终保持活动状态，也可以在应用程序运行时从系统中获取（或者甚至在没有 Timer 的情况下以不同的方式做事，但如果可能的话，我宁愿保持简单)。

这是一个最小的工作示例：应用程序只有一个带有此代码的 ViewController

import Cocoa


class ViewController: NSViewController {
    var lastUpdate = Date().timeIntervalSince1970

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()

        let timer = Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: 0.5, repeats: true) {
            timer in
            let now = Date().timeIntervalSince1970
            print(now - self.lastUpdate)
            self.lastUpdate = now
        }
        RunLoop.current.add(timer, forMode: .common)
    }
}

开始时的输出是

0.5277011394500732
0.5008649826049805
0.5000109672546387
0.49898695945739746
0.5005381107330322
0.5005340576171875
0.5000457763671875
...

但在后台几秒钟后它变成了

0.49993896484375
0.49997520446777344
0.5000619888305664
1.5194149017333984
1.0009620189666748
0.9984869956970215
2.0002501010894775
2.001321792602539
1.9989290237426758
...

如果我将应用程序带回前台，计时器将返回 0.5 秒增量。

注意：我在 iMac 上运行 Mac OSX 10.15.5 (Catalina)

Answer 1

这是因为App Nap。您可以禁用 App Nap，但不建议这样做。

var activity: NSObjectProtocol?
activity = ProcessInfo().beginActivity(options: .userInitiatedAllowingIdleSystemSleep, reason: "Timer delay")

timer 的默认tolerance 值为零，但系统保留对某些定时器应用少量容差的权利，无论容差属性的值如何。

Answer 2

正如我在下面的评论中所说，如果您希望粒度低于 1.0 秒，则不应使用 Timer 对象，而应使用 GCD。我写了一个类MilliTimer，您可以在将粒度提高到几毫秒的地方使用。请在 Playground 中尝试，然后在您的应用中尝试。在这个例子中，我将基于 GCD 的定时器的粒度设置为 50 毫秒。要调整延迟，请在初始化程序的相应参数中传递您想要的延迟（以毫秒为单位）。在您的情况下，您可能对 500 ms = 0.5 s 感兴趣。

import Cocoa

public class MilliTimer
{
    static let µseconds = 1000000.0
    static var lastUpdate = DispatchTime.now()

    var delay = 0
    var doStop = false
    var runs = 0
    let maxRuns = 50

    private class func timer(_ milliseconds:Int, closure:@escaping ()->())
    {
        let when = DispatchTime.now() + DispatchTimeInterval.milliseconds(milliseconds)
        DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: when, execute: closure)
    }

    init(delay:Int) {
        self.delay = delay
    }

    func delta() -> Double {
        let now = DispatchTime.now()
        let nowInMilliseconds = Double(now.uptimeNanoseconds) / MilliTimer.µseconds
        let lastUpdateInMilliseconds = Double(MilliTimer.lastUpdate.uptimeNanoseconds) / MilliTimer.µseconds
        let delta = nowInMilliseconds - lastUpdateInMilliseconds
        MilliTimer.lastUpdate = now
        return delta
    }

    func scheduleTimer()
    {
        MilliTimer.timer(delay) {
            print(self.delta())
            if self.doStop == false {
                self.scheduleTimer()
                self.runs += 1

                if self.runs > self.maxRuns {
                    self.stop()
                }
            }
        }
    }

    func stop() {
        doStop = true
    }
}

MilliTimer(delay: 50).scheduleTimer()
CFRunLoopRun()