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Python Timer定时器教程:控制函数在特定时间执行 | Python定时任务指南

Python Timer定时器教程

学习如何使用Python在特定时间执行函数 - 从基础到高级定时任务实现

掌握threading.Timer、sched模块和APScheduler库的使用方法

Python定时器概述

在Python编程中,定时器允许我们在指定的时间间隔后或特定时间点执行函数。这对于需要自动化执行重复任务或计划任务的应用非常有用。

常见应用场景

  • 定期数据备份和清理
  • 定时发送通知或邮件
  • 周期性数据采集(网络爬虫)
  • 自动化测试任务
  • 计划报表生成

threading.Timer

Python标准库中的简单定时器实现,基于线程实现。

  • 轻量级解决方案
  • 适用于简单定时任务
  • 执行单次任务
  • 非阻塞主线程

sched模块

Python标准库中的通用事件调度器。

  • 支持绝对时间调度
  • 可以处理多个事件
  • 支持优先级队列
  • 适用于复杂调度需求

APScheduler库

功能强大的第三方调度库。

  • 支持多种调度方式
  • 持久化存储支持
  • 分布式任务调度
  • 支持定时、循环和复杂调度

方法一:使用threading.Timer

threading.Timer 是Python标准库中最简单的定时器实现方式。它在单独的线程中运行,不会阻塞主程序的执行。

基础Timer示例

import threading
import time

def scheduled_task():
    print("定时任务执行 - 当前时间:", time.strftime("%H:%M:%S"))

# 5秒后执行任务
timer = threading.Timer(5.0, scheduled_task)
timer.start()

print("主线程继续执行 - 当前时间:", time.strftime("%H:%M:%S"))

循环定时任务

import threading
import time

def recurring_task():
    print("循环任务执行 - 当前时间:", time.strftime("%H:%M:%S"))
    # 每10秒重复一次
    threading.Timer(10.0, recurring_task).start()

# 启动循环任务
recurring_task()

print("主线程继续执行...")

注意事项:

  • 定时器在单独的线程中运行,需要注意线程安全问题
  • 大量定时任务可能会创建过多线程,影响性能
  • 定时器不是高精度计时器,可能存在微小误差

方法二:使用sched模块

Python的 sched 模块提供了一个通用的事件调度器,可以更精确地安排任务在特定时间执行。

基本sched使用示例

import sched
import time

scheduler = sched.scheduler(time.time, time.sleep)

def scheduled_task(description):
    print(f"{description} - 执行时间:", time.strftime("%H:%M:%S"))

# 安排任务在10秒后执行
scheduler.enter(10, 1, scheduled_task, ("10秒后任务",))

# 安排任务在特定时间执行(30秒后)
target_time = time.time() + 30
scheduler.enterabs(target_time, 1, scheduled_task, ("特定时间任务",))

print("开始调度...")
scheduler.run()
print("所有任务执行完毕")

使用sched实现每日定时任务

import sched
import time
import datetime

scheduler = sched.scheduler(time.time, time.sleep)

def daily_task():
    print("每日任务执行 - 当前时间:", datetime.datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))
    # 安排明天的同一时间执行
    tomorrow = datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(days=1)
    target_time = time.mktime(tomorrow.timetuple())
    scheduler.enterabs(target_time, 1, daily_task)

# 设置第一次执行时间(下一个整点)
next_hour = datetime.datetime.now().replace(minute=0, second=0, microsecond=0) + datetime.timedelta(hours=1)
target_time = time.mktime(next_hour.timetuple())
scheduler.enterabs(target_time, 1, daily_task)

# 启动调度器(在后台线程中运行)
import threading
thread = threading.Thread(target=scheduler.run)
thread.start()

print("每日任务已安排...")

方法三:使用APScheduler(高级)

APScheduler 是一个功能强大的Python库,提供了多种调度方式,包括日期、固定时间间隔和cron风格调度。

安装APScheduler

pip install apscheduler

基本使用示例

from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler
import datetime

def job_function():
    print(f"定时任务执行 - {datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}")

# 创建调度器
scheduler = BackgroundScheduler()

# 添加任务 - 每10秒执行一次
scheduler.add_job(job_function, 'interval', seconds=10)

# 添加任务 - 每天10:30执行
scheduler.add_job(job_function, 'cron', hour=10, minute=30)

# 添加任务 - 2024年1月1日执行
scheduler.add_job(job_function, 'date', run_date=datetime.datetime(2024, 1, 1, 0, 0))

# 启动调度器
scheduler.start()

print("调度器已启动,按 Ctrl+C 退出")
try:
    # 保持主线程运行
    while True:
        time.sleep(2)
except KeyboardInterrupt:
    scheduler.shutdown()
    print("调度器已关闭")

Cron风格调度

# 添加Cron风格任务
scheduler.add_job(
    job_function,
    'cron',
    day_of_week='mon-fri',  # 周一至周五
    hour=9,                 # 9点
    minute=30,              # 30分
    end_date='2024-12-31'   # 结束日期
)

# 每15分钟执行一次
scheduler.add_job(job_function, 'cron', minute='*/15')

# 工作日上午8点
scheduler.add_job(job_function, 'cron', day_of_week='mon-fri', hour=8, minute=0)

方法对比与选择指南

方法 优点 缺点 适用场景
threading.Timer 简单易用、无需额外依赖 功能有限、不适合复杂调度 简单延迟任务、单次执行
sched模块 标准库、支持绝对时间 功能相对基础、需要手动管理 中等复杂度任务、少量任务调度
APScheduler 功能强大、支持多种调度方式 需要额外安装、学习曲线稍高 复杂调度需求、生产环境

最佳实践建议

  • 对于简单延迟任务,使用 threading.Timer
  • 对于需要精确时间触发的任务,使用 sched 模块
  • 对于生产环境中的复杂调度需求,使用 APScheduler
  • 长时间运行的任务考虑使用后台线程或进程
  • 注意处理时区问题,特别是跨时区应用
  • 为定时任务添加日志记录,便于调试和监控

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