Java:方法的优化每10微秒运行一次

Question

println()**ing编辑:我用** nanoTime() 做了一些，发现 stepPins[pin].toggle() 花费了4226微秒。现在我需要找到一种更快的方法来切换引脚。

我正在制作一个程序来控制一个音乐软盘驱动器阵列。目前，我有一种方法，每10微秒运行一次，通过读取一个短的01001011格式( 1=tick软盘中有8个软盘)来标记所需的软盘。

由于某种原因，代码运行得太慢，导致音符频率过低。

下面是方法及其类：

public class Timer implements Runnable
{
    @Override
    public void run()
    {
        int i = Main.currentSteps.get(Main.time);
        try
        {
            if (Main.time > Main.maxTime)
            {
                Main.executor.remove(Main.timer);
                FloppyController.resetAll();
            }
            if ((i & 1) == 1)
            {
                FloppyController.stepPin(0);
            }
            if ((i & 2) == 2)
            {
                FloppyController.stepPin(1);
            }
            if ((i & 4) == 4)
            {
                FloppyController.stepPin(2);
            }
            if ((i & 8) == 8)
            {
                FloppyController.stepPin(3);
            }
            if ((i & 16) == 16)
            {
                FloppyController.stepPin(4);
            }
            if ((i & 32) == 32)
            {
                FloppyController.stepPin(5);
            }
            if ((i & 64) == 64)
            {
                FloppyController.stepPin(6);
            }
            if ((i & 128) == 128)
            {
                FloppyController.stepPin(7);
            }
        }
        catch (Exception e) {}
        Main.time++;
    }
}

至于它的价值，我的Main.java类的相关部分：

public class Main
{
    public static ArrayList<Short> currentSteps;
    public static ArrayList<Note> all = new ArrayList<Note>();
    public static long maxTime = 0;
    public static ScheduledThreadPoolExecutor executor;
    public static Timer timer;

    public static int time;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, InvalidMidiDataException, IOException, MidiUnavailableException
    {
        //initialize
        FloppyController.init();
        currentSteps = new ArrayList<Short>();
        FloppyController.resetAll();

        for (int o = 0; o < Math.ceil(maxTime / 10); o++)
        {
            currentSteps.add((short) 0);
        }

        //populate list
        for (Note n : all)
        {
            for (int a = Math.round(n.timeStart / 10); a <= Math.round(n.timeEnd / 10); a += n.wait)
            {
                currentSteps.set(a, (short) (currentSteps.get(a) + (((currentSteps.get(a) & (short) Math.pow(2, n.channel)) == Math.pow(2, n.channel)) ? 0 : Math.pow(2, n.channel))));
            }
        }

        //start play executions
        executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
        long resolution = 10; //# of microsecond iterations
        timer = new Timer();
        executor.scheduleAtFixedRate(timer, 0, resolution, TimeUnit.MICROSECONDS);
    }

如何优化run()的Timer.class方法

我还考虑将currentSteps ArrayList更改为HashMap，并且只包括非零值，并将其对应的时间作为关键，因为我在Raspberry Pi上遇到内存问题。

下面是stepPin方法：

public static void stepPin(int pin) throws InterruptedException
    {
        if (pinPositions[pin] >= 79)
        {
            changeDirection(pin, true);
        }
        else if(pinPositions[pin] < 0)
        {
            changeDirection(pin, false);
        }
        stepPins[pin].toggle();
        stepPins[pin].toggle();
        pinPositions[pin] += pinDirections[pin].isLow() ? 1 : -1;
    }

Answer 1

我建议每个软盘驱动器启动一个线程，并使用两个字节数组作为缓冲区(让我们称它们为"A“和"B")来调度声音。缓冲器应该足够大，足以播放几秒钟的音乐。伪码是这样的：

• 初始化:用音乐的第一秒钟填充A缓冲区。启动从A缓冲区读取的所有软盘线程。
• 主线程:用下一秒钟的音乐填充所有B缓冲区。等待软盘线程到达B缓冲区(经过的时间)。然后写A缓冲区，等等，直到音乐乐谱耗尽。
• 软盘线程:读取当前缓冲区，要么使用繁忙等待(高清晰度，高CPU使用率)，要么使用“精确”版本的睡眠 (操作系统依赖定义，低CPU使用率)。通过System.nanoTime()与其他人保持同步。当A缓冲区耗尽时，切换到B缓冲区。

假设stepPin阻塞，但只阻塞它的线程，这将使您的线程与这些延迟隔离开来。