Pythonの使い方：待機の方法を簡単に説明

Python sleep(): コードに時間遅延を追加する方法

by Mike Driscoll（中級）

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time.sleep()を使ったPythonのsleep()関数の追加

time.sleep()の使用方法の例を以下に示します。

import time
time.sleep(3) # 3秒間スリープする

このコードをコンソールで実行すると、REPLに新しいステートメントを入力する前に遅延が発生します。

注： Python 3.5では、コア開発者はtime.sleep()の動作をわずかに変更しました。新しいPythonのsleep()システムコールは、指定した秒数だけスリープしますが、スリープがシグナルによって中断された場合でも、少なくともその秒数だけ続行します。ただし、シグナル自体が例外を発生させる場合には適用されません。

Pythonのtimeitモジュールを使用してスリープの継続時間をテストできます。

$ python3 -m timeit -n 3 "import time; time.sleep(3)"
3 loops, best of 5: 3 sec per loop

ここでは、timeitモジュールを-nパラメータと共に実行して、後に続くステートメントを実行する回数を指定しています。timeitはステートメントを3回実行し、最良の実行時間は予想通りの3秒であったことが分かります。

timeitはデフォルトでコードを実行する回数を100万回に設定しています。したがって、上記のコードをデフォルトの-nで実行する場合、1回の反復で約34日間ターミナルが停止します。timeitモジュールには、ドキュメントで確認できる他のコマンドラインオプションもいくつかあります。

もう少し現実的な例を作成しましょう。システム管理者は、自分のウェブサイトのいずれかが停止した場合にそれを把握する必要があります。ウェブサイトのステータスコードを定期的にチェックすることができるようにしたいのですが、チェックの間に数秒間の休憩を入れる必要があります。

import requests
import time

url = "https:https://codemdd.io/www.example.com"

while True:
    response = requests.get(url) # ウェブサイトにリクエストを送信
    if response.status_code != 200: # ステータスコードが200以外の場合に通知する
        print(f"Website is down! Status code: {response.status_code}")
    time.sleep(5) # 5秒間スリープ

この例では、requestsモジュールを使用してウェブサイトから応答を取得し、ステータスコードが200以外の場合に通知します。次に、5秒間スリープし、再びウェブサイトにリクエストを送信します。

以上が、time.sleep()を使用してPythonプログラムに時間の遅延を追加する方法です。このsleep()関数の詳細については、公式のPythonドキュメントを参照してください。

デコレータを使用してPythonのsleep()関数を追加する

デコレータは、Pythonプログラム内の関数に機能を追加するための強力なツールです。time.sleep()を使用して時間の遅延を追加するデコレータを作成してみましょう。

import time

def sleep_decorator(func):
    """
    ウェイト時間を追加するデコレータ
    """
    def wrapper(*args, **kwargs):
        time.sleep(2) # 2秒間スリープする
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper

@sleep_decorator
def print_numbers():
    """
    数字を出力する関数
    """
    for i in range(1, 6):
        print(i)

print_numbers()

この例では、sleep_decoratorという名前のデコレータを定義しています。このデコレータは、関数の実行前に2秒間スリープします。そして、print_numbers関数に@sleep_decoratorデコレータを適用して、関数が実行される前にスリープを挿入します。

この例では、1から5までの数字を出力する関数print_numbersを作成していますが、関数が実行される前に2秒間スリープするため、数字が出力される前に2秒遅延します。

デコレータを使用して関数に時間遅延を追加することで、プログラム内に時間の遅延を簡単に追加できます。

スレッドを使用してPythonのsleep()関数を追加する

スレッドを使用すると、複数のタスクを同時に処理することができます。Pythonにはthreadingモジュールが組み込まれており、スレッドを作成して使用するためのインターフェースを提供しています。

time.sleep()を使用してPythonのスレッドに時間の遅延を追加する例を以下に示します。

import threading
import time

def worker():
    """
    スレッドワーカー関数
    """
    print("Worker thread started")
    time.sleep(2) # 2秒間スリープ
    print("Worker thread finished")

print("Main thread started")

t = threading.Thread(target=worker) # スレッドを作成

t.start() # スレッドを実行

print("Main thread finished")

この例では、workerという名前の関数を作成しています。この関数は、スレッド内で実行されるタスクを定義しています。worker関数では、スレッドが開始されたことを出力し、2秒間スリープした後に終了したことを出力します。

次に、メインスレッドでworker関数を実行するスレッドを作成します。スレッドを作成したら、start()メソッドを使用してスレッドの実行を開始します。

上記のコードを実行すると、以下のような出力が表示されます。

Main thread started
Worker thread started
Main thread finished
Worker thread finished

メインスレッドはすぐに実行され、スレッドが別のタスクを処理している間の2秒間はメインスレッドは中断されていません。

スレッドを使用することで、複数のタスクを同時に実行しながら、一部のタスクを遅延させることができます。

以上が、time.sleep()を使用してPythonプログラムに時間の遅延を追加する方法です。threadingモジュールの詳細については、公式のPythonドキュメントを参照してください。

Async IOを使用してPythonのsleep()関数を追加する

Async IOを使用すると、コードが非同期に実行されるため、パフォーマンスが向上します。time.sleep()を使用してPythonにAsync IOを追加する方法を見てみましょう。

以下にAsync IOを使用してPythonに時間の遅延を追加する例を示します。

import asyncio

async def sleep():
    """
    1秒間スリープする
    """
    await asyncio.sleep(1)

async def main():
    """
    Async IOを使用して時間遅延を追加するメイン関数
    """
    print("Async IO started")
    await sleep() # スリープを実行
    print("Async IO finished")

asyncio.run(main())

この例では、sleepという名前の非同期関数を作成しています。この関数は1秒間スリープし、非同期に実行されます。

次に、mainという名前の非同期関数を作成します。この関数は、sleep関数を非同期に実行し、スリープを追加します。

最後に、asyncio.run()メソッドを使用してmain関数を実行します。

上記のコードを実行すると、以下のような出力が表示されます。

Async IO started
Async IO finished

Async IOを使用することで、非同期にコードを実行することができます。この例では、スリープ中でも他のタスクを実行できるため、パフォーマンスが向上します。

Pythonのasyncioモジュールには他にも多くの機能がありますが、ここでは時間の遅延に焦点を当てました。asyncioモジュールの詳細については、公式のPythonドキュメントを参照してください。

GUIにPythonのsleep()関数を追加する

Pythonのグラフィカルユーザインターフェース（GUI）アプリケーションを作成する場合、時間の遅延を追加することは非常に一般的です。以下に、いくつかの一般的なGUIフレームワークでのPythonのsleep()関数の使用例を示します。

Tkinterでのスリープ

TkinterはPythonの標準GUIフレームワークであり、時間の遅延を追加する際に便利です。以下に、Tkinterでの時間の遅延の追加方法の例を示します。

import tkinter as tk
import time

def sleep():
    """
    1秒間スリープする
    """
    time.sleep(1)

root = tk.Tk()
tk.Button(root, text="Sleep", command=sleep).pack()
root.mainloop()

この例では、sleepという名前の関数を作成しています。この関数は、1秒間スリープします。

次に、Tkinterのウィンドウを作成し、スリープボタンを表示します。ボタンをクリックすると、sleep関数が実行されます。

wxPythonでのスリープ

wxPythonは、PythonのGUIフレームワークであり、時間の遅延を追加する際にも役立ちます。以下に、wxPythonでの時間の遅延の追加方法の例を示します。

import wx
import time

class MyFrame(wx.Frame):
    def __init__(self):
        super().__init__(None, title="Sleep Example")
        panel = wx.Panel(self)
        self.button = wx.Button(panel, label="Sleep", pos=(10, 10))
        self.button.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.on_button_click)

    def on_button_click(self, event):
        time.sleep(1)

app = wx.App()
frame = MyFrame()
frame.Show()
app.MainLoop()

この例では、MyFrameという名前のクラスを作成しています。このクラスはwxPythonのフレームを定義し、ボタンを表示します。

次に、ボタンをクリックしたときに呼び出されるon_button_clickメソッドを定義します。このメソッドでは、1秒間スリープします。

最後に、wxPythonアプリケーションを実行します。

以上が、いくつかの一般的なGUIフレームワークでPythonの時間の遅延を追加する方法です。それぞれのフレームワークには独自の特徴やメソッドがありますので、公式のドキュメントを参照してください。

このチュートリアルでは、Pythonに時間の遅延を追加するさまざまな方法について説明しました。Pythonのtime.sleep()関数を使用した時間の遅延や、デコレータ、スレッド、Async IO、GUIフレームワークを使用した時間の遅延を追加する方法を学びました。

時間の遅延を追加することは、プログラムの正確さやパフォーマンスの向上に役立ちます。ぜひこれらの方法を使ってPythonプログラムに時間の遅延を追加してみてください。

以上が、Pythonのコードに時間の遅延を追加する方法についてのチュートリアルでした。