谢作如

在去年的疫情期间，我用虚谷号做了一个能够定时打铃、广播的创客作品——定时铃声广播系统，让家里的作息时间和学校保持一致。想不到这个简单的作品吸引了很多朋友的目光，常常有人来询问作品的编程细节问题。

从功能上分析，我们常见的创客作品大都属于“动作触发”类型，借助传感器感知外界的信息，然后根据输入的信息来执行相应的动作。而定时铃声广播系统则是根据系统内部的时间进行触发，属于“时间触发”类型。这种作品的编程重点在于如何定时执行一个个任务，即实现定时任务或者任务调度功能。

● “定时任务”的技术分析

我们知道，现在的计算机操作系统都支持“多任务”（Multitasking）。虽然计算机的中央处理器（CPU）在同一时刻只能运行一个程序（双核心则支持两个），但是由于CPU的速度极快，每秒能执行几十亿条机器语言指令，因此系统可以划分出微秒级的时间片，通过合理的任务调度快速切换执行程序，从人类的角度看就是在同时运行了。

虚谷号上运行的是Linux系统，有很多方法实现任务调度。说起用Python代码实现定时执行任务，大家肯定会想到用“sleep”，代码如图1所示。

在循环中加“sleep”的做法显然不够好，最大的缺點是只能执行固定间隔时间的任务，不支持定时任务，如早上六点半播放起床铃声。另外，“sleep”是一个阻塞函数，也就是说在“sleep”这一段时间，计算机什么都不能做。因而，要实现很多任务的调度，一般会使用Python标准库中的sched模块，参考代码如图2所示。……