[Python] threading.timerの使い方 – 一定時間後に関数を実行

threading.Timerは、Pythonの標準ライブラリthreadingモジュールに含まれるクラスで、指定した時間が経過した後に関数を実行するために使用されます。

Timerオブジェクトを作成する際には、待機時間(秒単位)と実行したい関数、さらにその関数に渡す引数を指定します。

start()メソッドを呼び出すことでタイマーが開始され、指定時間後に関数が実行されます。

キャンセルしたい場合はcancel()メソッドを使用します。

threading.Timerとは

threading.Timerは、Pythonの標準ライブラリであるthreadingモジュールに含まれるクラスです。

このクラスは、指定した時間が経過した後に特定の関数を実行するためのタイマーを作成することができます。

主に、非同期処理や遅延実行が必要な場面で利用されます。

特徴

• 非同期実行: メインスレッドをブロックせずに、指定した時間後に関数を実行します。
• 簡単な使い方: シンプルなインターフェースで、少ないコードでタイマーを設定できます。
• 再利用可能: 一度設定したタイマーは、必要に応じて再度起動することが可能です。

例えば、5秒後にメッセージを表示する関数を実行する場合、threading.Timerを使用することで簡単に実現できます。

threading.Timerの基本的な使い方

threading.Timerを使用するためには、まずthreadingモジュールをインポートする必要があります。

基本的な使い方は以下の手順で行います。

手順

1. 関数の定義: 実行したい関数を定義します。
2. Timerオブジェクトの作成: threading.Timerを使って、実行したい関数と遅延時間を指定してオブジェクトを作成します。
3. タイマーの開始: start()メソッドを呼び出してタイマーを開始します。

以下は、3秒後に Hello, World! と表示する例です。

import threading
# 実行したい関数の定義
def print_message():
    print("Hello, World!")
# Timerオブジェクトの作成(3秒後にprint_messageを実行)
timer = threading.Timer(3, print_message)
# タイマーの開始
timer.start()

Hello, World!

このコードを実行すると、3秒後に Hello, World! というメッセージが表示されます。

threading.Timerを使うことで、簡単に遅延実行が可能になります。

threading.Timerの実践例

threading.Timerは、さまざまなシナリオで活用できます。

ここでは、いくつかの実践例を紹介します。

定期的なメッセージ表示

特定の間隔でメッセージを表示する場合、threading.Timerを再帰的に呼び出すことで実現できます。

以下の例では、2秒ごとにメッセージを表示します。

import threading
# 定期的に実行する関数
def periodic_message():
    print("定期的なメッセージ")
    # 2秒後に再度この関数を呼び出す
    timer = threading.Timer(2, periodic_message)
    timer.start()
# 初回のタイマーを開始
periodic_message()

定期的なメッセージ
定期的なメッセージ
定期的なメッセージ
...

このコードを実行すると、2秒ごとに「定期的なメッセージ」が表示され続けます。

ユーザー入力の遅延処理

ユーザーからの入力を受け取った後、一定時間待ってから処理を実行する場合にもthreading.Timerが役立ちます。

以下の例では、ユーザーが入力した後、5秒後にその入力を表示します。

import threading
# ユーザー入力を表示する関数
def show_input(user_input):
    print(f"ユーザーの入力: {user_input}")
# ユーザーからの入力を受け取る
user_input = input("何か入力してください: ")
# 5秒後にshow_input関数を実行
timer = threading.Timer(5, show_input, args=(user_input,))
timer.start()

何か入力してください: Python
ユーザーの入力: Python

このように、threading.Timerを使うことで、ユーザーの入力を待ってから遅延して処理を実行することができます。

これらの実践例を参考に、さまざまな場面でthreading.Timerを活用してみてください。

threading.Timerの注意点

threading.Timerを使用する際には、いくつかの注意点があります。

これらを理解しておくことで、より効果的にタイマーを活用できます。

スレッドの管理

• threading.Timerは新しいスレッドを作成して関数を実行します。

スレッドが多くなると、リソースを消費し、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。

• 不要なスレッドを作成しないように、タイマーを適切に管理することが重要です。

必要がなくなったタイマーはキャンセルすることができます。

タイマーのキャンセル

• タイマーをキャンセルするには、cancel()メソッドを使用します。

タイマーがまだ実行されていない場合にのみ有効です。

以下の例では、タイマーをキャンセルする方法を示します。

import threading
import time
def print_message():
    print("メッセージが表示されました。")
# タイマーの作成
timer = threading.Timer(5, print_message)
# タイマーの開始
timer.start()
# 3秒待ってからタイマーをキャンセル
time.sleep(3)
timer.cancel()
print("タイマーがキャンセルされました。")

タイマーがキャンセルされました。

このコードでは、3秒後にタイマーをキャンセルし、メッセージは表示されません。

スレッドの安全性

• threading.Timerを使用する際は、スレッドの安全性に注意が必要です。

複数のスレッドが同じリソースにアクセスする場合、データの競合が発生する可能性があります。

• スレッド間でのデータ共有が必要な場合は、ロックやキューを使用して安全に管理することが推奨されます。

実行時間の精度

• threading.Timerは、指定した時間が経過した後に関数を実行しますが、実行時間の精度は保証されません。

特に、他のスレッドやプロセスがCPUを占有している場合、遅延が発生することがあります。

• 高精度なタイミングが必要な場合は、他の方法(例: time.sleep()やasyncio)を検討することが望ましいです。

これらの注意点を考慮しながら、threading.Timerを効果的に活用していきましょう。

threading.Timerと他のタイマー機能の比較

Pythonには、threading.Timer以外にもタイマー機能を提供する方法がいくつかあります。

ここでは、threading.Timerと他の主要なタイマー機能time.sleep()、schedモジュール、asyncioを比較します。

| タイマー機能 | 特徴 | 使用例 | |———————-|——————————————|——————————————| | threading.Timer | – 指定した時間後に関数を非同期で実行<br>- スレッドを使用するため、メインスレッドをブロックしない | `python<br>import threading<br>timer = threading.Timer(5, func)<br>timer.start()

| `time.sleep()`       | - 指定した時間だけスレッドをブロック<br>- 簡単に使用できるが、他の処理が停止する | `python<br>import
 time<br>time.sleep(5)
``` |
| `sched`モジュール    | - スケジューリング機能を提供<br>- 複数のイベントを管理できる | `python<br>import
 sched, time<br>s = sched.scheduler(time.time, time.sleep)<br>s.enter(5, 1, func)<br>s.run()
``` |
| `asyncio`           | - 非同期プログラミングに特化<br>- イベントループを使用して非同期処理を実行 | `python<br>import
 asyncio<br>await asyncio.sleep(5)
``` |

### threading.Timer

- **利点**: 簡単に非同期処理を実行でき、メインスレッドをブロックしない。

- **欠点**: スレッドを使用するため、スレッド管理が必要。

### time.sleep()

- **利点**: シンプルで使いやすい。

- **欠点**: スレッドをブロックするため、他の処理が実行できなくなる。

### schedモジュール

- **利点**: 複数のイベントをスケジュールでき、柔軟な管理が可能。

- **欠点**: 使用方法がやや複雑で、非同期処理には向かない。

### asyncio

- **利点**: 非同期プログラミングに最適で、効率的なI/O処理が可能。

- **欠点**: 学習コストが高く、非同期プログラミングの理解が必要。

これらのタイマー機能は、それぞれ異なる用途やシナリオに適しています。

具体的な要件に応じて、最適な方法を選択することが重要です。