Паузи в програмі

1. Метод Thread.sleep()

У роботу Java-програми можна вставляти паузи. Зазвичай це не потрібно, адже користувачі хочуть, щоб їхні програми працювали якомога швидше. І навряд чи хтось із них зрадіє, якщо ви будете навмисно сповільнювати свій код.

Але у вас, як у програміста, може трапитися безліч ситуацій, коли пауза в коді буде корисною. Наприклад, ви програмуєте гру й хочете, щоб вона виконувала якісь дії один раз на дві секунди або кілька разів за секунду.

Загалом пауза — річ корисна, тому погляньмо, як же додати її в код. Це насправді дуже просто.

Thread.sleep(час);

де час — це тривалість паузи в мілісекундах (1/1000 частка секунди).

Виконання такої команди призупинить вашу програму на час милісекунд. Приклади:

Thread.sleep(2000);

Thread.sleep(500);

Thread.sleep(60 * 60 * 1000);

Отак це можна застосовувати на практиці. Припустімо, ми пишемо програму, яка запускатиме космічний корабель. Отакий вигляд міг би мати її код:

for (int i = 10; i > 0; i--)
{
   System.out.println(i);
   Thread.sleep(1000);
}

System.out.println("Поїхали!");

2. Правильний розрахунок пауз

Тривалість паузи розрахувати легко. Якщо вам потрібно, щоб програма робила щось один раз за секунду, поставте паузу 1000 мс. Якщо 2 рази за секунду, поставте паузу 500 мс (1000/2).

Якщо треба виконувати щось 15 разів за секунду, паузу робимо тривалістю 66 мс (1000/15). Начебто все дуже просто:

Тривалість одного витка циклу = 1000 / кількість разів за секунду

Проте є один важливий нюанс. Хоча багато команд виконуються дуже швидко, все-таки це відбувається не миттєво.

Дивіться. Припустимо, у вас є якась дія, виконання якої триває 100 мс. Ви хочете, щоб вона виконувалася 5 разів за секунду. Яку тривалість паузи слід вибрати? Точно не 200 мс.

Для того щоб дія виконувалася 5 разів за секунду, потрібно, щоб час виконання дії + пауза дорівнювали 200 мс. Тоді вона дійсно виконуватиметься 5 разів за секунду. У нашому випадку дія виконується протягом 100 мс, отже на паузу лишається ще 100 мс

тривалість паузи = тривалість одного витка циклу − час виконання дії

Той факт, що час виконання дії значно більший за нуль, добре розуміють розробники ігор. Проте люди, які грають в ігри, також.

Якщо частота кадрів гри становить 20 FPS, це означає, що за одну секунду на екрані відтворюється лише 20 кадрів. 1000/20 — отримуємо 50 мс. Саме стільки триває відтворення кадру гри.

3. Наносекунди

Сучасні комп'ютери працюють набагато швидше, ніж це було за часів створення Java. Тому паузи в 1 мілісекунду може виявитися замало.

Припустімо, ми виконуємо якусь дуже швидку дію й хочемо, щоб це відбувалося 2000 разів за секунду. Як нам зробити паузу в пів мілісекунди?

А от для цього є ще одна модифікація методу Thread.sleep():

Thread.sleep(мілісекунди, наносекунди);

Цей метод присипляє програму на зазначену кількість мілісекунд і наносекунд.

Наносекунда — це 1 мільйонна частка мілісекунди. Отже, пауза в півтори мілісекунди матиме такий вигляд:

Thread.sleep(1, 500_000);

Ну а якщо вам потрібна пауза в 1/10 милісекунди, слід написати так:

Thread.sleep(0, 100_000);

Можливо, наразі ви цей метод використовувати у своїх програмах не будете. Проте краще знати, що він є, і не використовувати, ніж не знати про нього, коли він вам знадобиться..

4. Клас TimeUnit

До речі, в Java є інший клас, який полегшить вам життя, якщо ви таки вирішите ще більше уповільнити свою програму — це клас TimeUnit із пакету java.util.concurrent.

І, як ви пам'ятаєте, якщо пакет класу — не java.lang, потрібно або додати рядок import java.util.concurrent.TimeUnit;, або щоразу писати в коді java.util.concurrent.TimeUnit

Цей клас робить те саме, що й Thread.sleep(), тільки зручніше:

TimeUnit.HOURS.sleep(15)

Цей код приспить вашу програму на 15 годин. Доступні також хвилини, секунди, дні.  А ще — мікросекунди (1/1000 000) і наносекунди (1/1000 000 000).

Клас TimeUnit має такі властивості:

• наносекунди: NANOSECONDS
• мікросекунди: MICROSECONDS
• мілісекунди: MILLISECONDS
• секунди: SECONDS
• хвилини: MINUTES
• години: HOURS
• дні: DAYS

Дуже зручно працювати з такими властивостями: не потрібно замислюватися про перетворення, скажімо, годин на мілісекунди. Такий код і писати, і читати набагато приємніше.