延時方法及其定時精度分析

Delphi中，通常可以用以下三種方法來實現程式的延時，即TTtimer控制項，Sleep函數，GetTickCount函數。但是其精度是各不相同的。
　　
　　 一、三種方法的簡單介紹
　　
　　1）TTtimer控制項
　　
　　TTtimer控制項的實質是調用Windows API定時函數SetTimer和KillTimer來實現的，並簡化了對WM_TIMER 訊息的處理過程。通過設定OnTimer事件和Interval屬性，我們可以很方便的產生一些簡單的定時事件。
　　
　　2）Sleep函數
　　
　　Sleep函數用來使程式的執行延時給定的時間值。Sleep的調用形式為Sleep(milliseconds)，暫停當前的進程milliseconds毫秒。Sleep的實現方法其實也是調用Windows API的Sleep函數。例如：
　　
　　sleep(1000);　　　　//延遲1000毫秒
　　
　　Sleep會引起程式停滯，如果你延遲的時間較長的話，你的程式將不能夠響應延時期間的發生的其他訊息，所以程式看起來好像暫時死機。
　　
　　3）GetTickCount函數
　　
　　在主程式中延時，為了達到延時和響應訊息這兩個目的，GetTickCount()構成的迴圈就是一種廣為流傳的方法。例如：
　　
　　procedure Delay(MSecs: Longint);
　　//延時函數，MSecs單位為毫秒(千分之1秒)
　　var
　　FirstTickCount, Now: Longint;
　　begin
　　FirstTickCount := GetTickCount();
　　repeat
　　Application.ProcessMessages;
　　Now := GetTickCount();
　　until (Now - FirstTickCount >= MSecs) or (Now < FirstTickCount);
　　end;
　　
　　 二、高精度的微妙級效能計數器（high-resolution performance counter）介紹
　　
　　為了比較以上方法的精度，首先需要找到一個參考的定時器。在這裡，我提供了兩個參考的定時器。一是用單片機每隔1.024ms產生一個即時中斷RTI，作為計數器；二是選用了一個高精度的微妙級效能計數器（參見： http://msdn.microsoft.com/msdnmag/issues/04/03/HighResolutionTimer/default.aspx ，或者 http://community.csdn.net/Expert/FAQ/FAQ_Index.asp?id=200249
　　）
　　
　　1）計數器的Delphi原始碼
　　
　　{
　　A　high-precision　counter/timer.　Retrieves　time　differences
　　downto　microsec.
　　Quick　Reference:
　　THPCounter　inherits　from　TComponent.
　　
　　Key-Methods:
　　Start:　　　　Starts　the　counter.　Place　this　call　just　before　the
　　code　you　want　to　measure.
　　
　　Read:　　　　　Reads　the　counter　as　a　string.　Place　this　call　just
　　after　the　code　you　want　to　measure.
　　
　　ReadInt:　　Reads　the　counter　as　an　Int64.　Place　this　call　just
　　after　the　code　you　want　to　measure.
　　--------------------------------------------------------------------------------
　　}
　　unit　HPCounter;
　　
　　interface
　　
　　uses
　　SysUtils,　WinTypes,　WinProcs,　Messages,　Classes,　Graphics,　Controls,
　　Forms,　Dialogs,　StdCtrls,　ExtCtrls;
　　
　　type
　　TInt64　=　TLargeInteger;
　　THPCounter　=　class(TComponent)
　　private
　　Frequency:　TLargeInteger;
　　lpPerformanceCount1:　TLargeInteger;
　　lpPerformanceCount2:　TLargeInteger;
　　fAbout:　string;
　　procedure　SetAbout(Value:　string);
　　{　Private　declarations　}
　　public
　　constructor　Create(AOwner:　TComponent);　override;
　　destructor　Destroy;　override;
　　procedure　Start;
　　function　Read:　string;
　　function　ReadInt:　TLargeInteger;
　　{　Private　declarations　}
　　published
　　property　About:　string　read　fAbout　write　SetAbout;
　　{　Published　declarations　}
　　end;
　　
　　
　　procedure　Register;
　　
　　implementation
　　
　　procedure　Register;
　　begin
　　RegisterComponents('MAs　Prod.',　[THPCounter]);
　　end;
　　
　　constructor　THPCounter.Create(AOwner:　TComponent);
　　begin
　　inherited　Create(AOwner);
　　fAbout:=　'Version　1.1,　2000　Mats　Asplund,　EMail:　masprod@telia.com,　Site:　http://go.to/masdp';
　　end;
　　
　　destructor　THPCounter.Destroy;
　　begin
　　inherited　Destroy;
　　end;
　　
　　function　THPCounter.Read:　string;
　　begin
　　QueryPerformanceCounter(TInt64((@lpPerformanceCount2)^));
　　QueryPerformanceFrequency(TInt64((@Frequency)^));
　　Result:=IntToStr(Round(1000000　*　(lpPerformanceCount2　-
　　lpPerformanceCount1)　/　Frequency));
　　end;
　　
　　function　THPCounter.ReadInt:　TLargeInteger;
　　begin
　　QueryPerformanceCounter(TInt64((@lpPerformanceCount2)^));
　　QueryPerformanceFrequency(TInt64((@Frequency)^));
　　Result:=Round(1000000　*　(lpPerformanceCount2　-
　　lpPerformanceCount1)　/　Frequency);
　　end;
　　
　　procedure　THPCounter.SetAbout(Value:　string);
　　begin
　　Exit;
　　end;
　　
　　procedure　THPCounter.Start;
　　begin
　　QueryPerformanceCounter(TInt64((@lpPerformanceCount1)^));
　　end;
　　
　　end.
　　
　　2）使用方法：
　　unit　Unit1;
　　
　　interface
　　
　　uses
　　Windows,　Messages,　SysUtils,　Classes,　Graphics,　Controls,　Forms,　Dialogs,
　　HPCounter,　StdCtrls;
　　
　　type
　　TForm1　=　class(TForm)
　　Button1:　TButton;
　　Edit1:　TEdit;
　　Label1:　TLabel;
　　Label2:　TLabel;
　　procedure　Button1Click(Sender:　TObject);
　　private
　　{　Private　declarations　}
　　public
　　{　Public　declarations　}
　　end;
　　
　　var
　　Form1:　TForm1;
　　
　　implementation
　　
　　{$R　*.DFM}
　　
　　procedure　TForm1.Button1Click(Sender:　TObject);
　　begin
　　Edit1.Text:=　'';
　　Application.ProcessMessages;
　　with　THPCounter.Create(Self)　do
　　begin
　　Start;
　　//　Place　code　to　measure　here
　　Sleep(1000);
　　//　Place　code　to　measure　here
　　Edit1.Text:=Read;
　　Free;
　　end;
　　end;
　　
　　end.
　　
　　 三、三種方法的精度比較
　　
　　為了比較，採用以上3種方法，分別設定延時時間為1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、50ms、100ms、200ms、500ms、1000ms，迴圈次數為5次，得到實際的延時時間。
　　
　　1）TTtimer控制項
　　
　　實際延時時間（ms）
　　1ms： 8.012　 21.551　6.875　 21.647　9.809
　　2ms： 9.957　 20.675　14.671　11.903　20.551
　　5ms： 9.952　 20.605　9.924　 20.705　12.682
　　10ms：14.852　9.96　　21.547　9.82　　20.634
　　20ms：27.512　34.291　26.427　31.244　30.398
　　50ms：61.196　61.307　64.027　62.048　63.059
　　100ms：102.495 108.408 112.318 110.322 102.531
　　200ms：193.955 202.135 207.016 205.082 202.194
　　500ms：496.659 500.534 503.398 495.551 500.394
　　1000ms：999.699 1003.576 993.698 1004.443 995.625
　　
　　2）Sleep函數
　　
　　1ms： 1.895　 1.895　 1.896　 1.897　 1.898
　　2ms： 2.868　 2.874　 2.852　 2.872　 2.869
　　5ms： 5.8　　 5.797　 5.79　　5.79　　5.791
　　10ms：10.675　10.683　10.611　10.669　10.67
　　20ms：20.404　20.434　20.447　20.477　20.368
　　50ms：50.67　 50.691　50.69　 50.682　50.671
　　100ms：100.515 100.469 100.484 100.481 100.484
　　200ms：200.101 200.126 199.892 200.066 200.108
　　500ms：499.961 499.961 499.958 499.961 499.96
　　1000ms：1000.034 1000.04 1000.03 1000.018 1000.029
　　
　　3）GetTickCount函數
　　
　　1ms： 15.54　 15.596　15.527　15.566　15.838
　　2ms： 15.561　15.563　15.603　15.477　15.571
　　5ms： 15.519　15.549　15.569　15.666　15.394
　　10ms：15.558　15.561　15.522　15.568　15.518
　　20ms：31.186　31.137　31.17　 31.17　 31.19
　　50ms：62.445　62.4　　63.893　60.88　 62.404
　　100ms：109.276 109.298 109.273 109.28　109.28
　　200ms：203.027 203.084 203.021 203.027 203.046
　　500ms：499.959 499.961 499.963 499.967 499.965
　　1000ms：1000.023 1000.022 1000.026 1000.029 1000.021
　　
　　可見，相對而言，Sleep的精度最高，尤其是在10ms以內的延時，只有sleep函數才能夠做到。TTimer控制項的定時精度最差，而且穩定性不好，波動很大。GetTickCount函數所能實現的最短延時為15ms左右，穩定性相對TTimer要好一些