タイマーの精度について

Xamarin.Forms で一定間隔の時間毎に何か処理をしたい場合、Xamarin.Forms.Device クラスの StartTimer メソッドが使えます。
しかし、精度はそれほど高くはありません。
※ Xamarin.Forms に限らず、他の環境でも普通精度は高くないです
というわけで、確認してみましょう。
次のコードは、1 秒( 1,000 ミリ秒)毎に経過ミリ秒をコンソールに表示するコードです。

■ コード

public MainPage()
{
    InitializeComponent();

    var count=0;
    var stopWatch = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();
    var lastElapsed = 0L;

    Device.StartTimer(TimeSpan.FromSeconds(1), () =>
    {
        ++count;
        var millisec = stopWatch.ElapsedMilliseconds;
        System.Console.WriteLine($"{count.ToString("000")} {millisec.ToString("000,000")} +{(millisec-lastElapsed).ToString()}");
        lastElapsed = millisec;

        if (count > 100) return false;
        return true;
    });
}

■ 実行結果

────────────────────
回　 経過　　 前回からの経過
────────────────────
001　001,019　+1019
002　002,108　+1089
003　003,114　+1006
004　004,120　+1006
005　005,125　+1005
006　006,131　+1006
007　007,137　+1006
008　008,141　+1004
009　009,143　+1002
010　010,149　+1006
011　011,154　+1005
012　012,159　+1005
013　013,165　+1006
014　014,171　+1006
015　015,177　+1006
016　016,183　+1006
017　017,188　+1005
018　018,194　+1006
019　019,199　+1005
020　020,204　+1005
021　021,209　+1005
022　022,215　+1006
023　023,219　+1004
024　024,225　+1006
025　025,230　+1005
026　026,234　+1004
027　027,240　+1006
028　028,246　+1006
029　029,252　+1006
030　030,258　+1006
031　031,264　+1006
032　032,270　+1006
033　033,276　+1006
034　034,280　+1004
035　035,283　+1003
036　036,287　+1004
037　037,290　+1003
038　038,295　+1005
039　039,300　+1005
040　040,305　+1005
041　041,311　+1006
042　042,316　+1005
043　043,322　+1006
044　044,327　+1005
045　045,331　+1004
046　046,337　+1006
047　047,343　+1006
048　048,349　+1006
049　049,354　+1005
050　050,360　+1006
051　051,366　+1006
052　052,371　+1005
053　053,377　+1006
054　054,382　+1005
055　055,388　+1006
056　056,394　+1006
057　057,400　+1006
058　058,406　+1006
059　059,411　+1005
060　060,416　+1005
061　061,420　+1004
062　062,425　+1005
063　063,430　+1005
064　064,436　+1006
065　065,441　+1005
066　066,445　+1004
067　067,451　+1006
068　068,457　+1006
069　069,461　+1004
070　070,467　+1006
071　071,473　+1006
072　072,477　+1004
073　073,481　+1004
074　074,484　+1003
075　075,488　+1004
076　076,494　+1006
077　077,499　+1005
078　078,503　+1004
079　079,508　+1005
080　080,513　+1005
081　081,519　+1006
082　082,524　+1005
083　083,529　+1005
084　084,535　+1006
085　085,540　+1005
086　086,544　+1004
087　087,548　+1004
088　088,554　+1006
089　089,560　+1006
090　090,565　+1005
091　091,569　+1004
092　092,574　+1005
093　093,579　+1005
094　094,584　+1005
095　095,617　+1033
096　096,619　+1002
097　097,622　+1003
098　098,625　+1003
099　099,631　+1006
100　100,637　+1006
101　101,640　+1003

毎回、1,000 ミリ秒ではなく、おおむね 5 ミリ秒程度の誤差が出ていることが確認できます。
それらの誤差がたまり続けて、最終的には実際の経過時間と 640 ミリ秒の誤差になっています。

というわけで、時間を正確に刻みたい場合は少し手をかけてやる必要があります。

■ コード

public MainPage()
{
    InitializeComponent();

    var count = 0;
    var stopWatch = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();
    var lastElapsed = 0L;
    var lastSeconds = 0L;

    Device.StartTimer(TimeSpan.FromMilliseconds(33), () =>
    {
        try
        {
            var millisec = stopWatch.ElapsedMilliseconds;
            var seconds = (millisec / 1_000);
            if (seconds <= lastSeconds) return true;

            ++count;
            System.Console.WriteLine($"> {count.ToString("000")}　{millisec.ToString("000,000")}　+{(millisec - lastElapsed).ToString()}  ");
            lastElapsed = millisec;
            lastSeconds = seconds;

            if (millisec > 100_000) return false;
            return true;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            System.Console.WriteLine(ex.Message);
            return false;
        }
    });
}

動作としては 1 秒ごとに画面更新をすればよいのですが、それより遥かに短い時間（ここでは 33 ミリ秒）でタイマーを動かしています。
そうして数多くのタイマー処理の中から経過秒が変わったいい感じのタイミングでだけ処理をすることで、総合のズレが少ない安定した時刻の刻みが得られます。

■ 実行結果

────────────────────
回　 経過　　 前回からの経過
────────────────────
001　001,015　+1015
002　002,025　+1010
003　003,010　+985
004　004,029　+1019
005　005,014　+985
006　006,004　+990
007　007,026　+1022
008　008,017　+991
009　009,005　+988
010　010,026　+1021
011　011,012　+986
012　012,034　+1022
013　013,024　+990
014　014,013　+989
015　015,034　+1021
016　016,024　+990
017　017,016　+992
018　018,004　+988
019　019,029　+1025
020　020,024　+995
021　021,017　+993
022　022,007　+990
023　023,006　+999
024　024,033　+1027
025　025,022　+989
026　026,012　+990
027　027,002　+990
028　028,027　+1025
029　029,021　+994
030　030,011　+990
031　031,032　+1021
032　032,022　+990
033　033,009　+987
034　034,031　+1022
035　035,021　+990
036　036,012　+991
037　037,804　+1792
038　038,009　+205
039　039,017　+1008
040　040,028　+1011
041　041,015　+987
042　042,030　+1015
043　043,020　+990
044　044,028　+1008
045　045,006　+978
046　046,029　+1023
047　047,018　+989
048　048,004　+986
049　049,027　+1023
050　050,017　+990
051　051,034　+1017
052　052,020　+986
053　053,010　+990
054　054,032　+1022
055　055,025　+993
056　056,018　+993
057　057,005　+987
058　058,030　+1025
059　059,015　+985
060　060,007　+992
061　061,034　+1027
062　062,019　+985
063　063,022　+1003
064　064,012　+990
065　065,000　+988
066　066,025　+1025
067　067,016　+991
068　068,003　+987
069　069,023　+1020
070　070,016　+993
071　071,007　+991
072　072,033　+1026
073　073,021　+988
074　074,016　+995
075　075,000　+984
076　076,028　+1028
077　077,015　+987
078　078,034　+1019
079　079,022　+988
080　080,011　+989
081　081,000　+989
082　082,027　+1027
083　083,014　+987
084　084,001　+987
085　085,053　+1052
086　086,015　+962
087　087,035　+1020
088　088,024　+989
089　089,013　+989
090　090,004　+991
091　091,029　+1025
092　092,018　+989
093　093,009　+991
094　094,034　+1025
095　095,024　+990
096　096,009　+985
097　097,006　+997
098　098,018　+1012
099　099,024　+1006
100　100,010　+986

一回ずつの誤差はより大きくなっていますが、最終的には 10 ミリ秒の誤差ということでほぼ正しく時刻が刻まれています。
例えば今回は 37 回目で大きなズレが出ていますが、38 回目で復帰していることも確認できます。

■ デメリットと調整

上記例では、もともと必要な画面更新回数のおおよそ 30 倍の回数のイベント処理を行っています。
当然その分、負荷は上がっています。バッテリーの持ちにも影響があるかもしれません。
そのあたり、必要な精度を考えて最適な間隔を設定してください。例えば上記例でいえば 200 ミリ秒間隔程度でよさそうです。

■ もう一つの戦略

今回は大目に動かしていい感じのところを抽出する戦略をとりました。
しかし、実現方法は他にもあります。
概要としては毎回タイマー間隔を計算していい感じの間隔設定し続けるものです。
こちらはまた後日。