.NET中至少有6種定時(shí)器，每一種定時(shí)器都有它的用途和特點(diǎn)。根據(jù)定時(shí)器的應(yīng)用場(chǎng)景，可以分為UI相關(guān)的定時(shí)器和UI無關(guān)的定時(shí)器。本文將簡(jiǎn)單介紹這6種定時(shí)器的基本用法和特點(diǎn)。

UI定時(shí)器

.NET中的UI定時(shí)器主要是WinForm、WPF以及WebForm中的定時(shí)器。分別為：

• System.Windows.Forms.Timer
• System.Windows.Threading.DispatcherTimer
• System.Web.UI.Timer

通常情況下，WinForm、WPF中的定時(shí)器是在UI線程上執(zhí)行回調(diào)函數(shù)，因此可以直接訪問UI元素。由于WinForm、WPF支持單線程單元模型（Single-Thread Apartment，STA），定時(shí)器間隔事件是在UI線程上觸發(fā)，因此，不用擔(dān)心線程安全問題。
System.Web.UI.Timer是通過Javascript定時(shí)器和服務(wù)端異步回調(diào)實(shí)現(xiàn)，也是單線程的。

請(qǐng)注意，這里說的是通常情況，后邊介紹System.Windows.Threading.DispatcherTimer時(shí)會(huì)提到在非UI線程創(chuàng)建DispatcherTimer時(shí)也無法直接訪問UI元素。

System.Windows.Forms.Timer

System.Windows.Forms.Timer針對(duì)WinForm應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，是只能在WinForm上使用的定時(shí)器。這個(gè)定時(shí)器是針對(duì)單線程環(huán)境設(shè)計(jì)的，是在UI線程上處理定時(shí)任務(wù)。
它要求用戶代碼有可用的UI消息泵，定時(shí)任務(wù)須在UI線程上運(yùn)行，或者跨線程通過Invoke或者BeginInvoke封送(marshal)到UI線程上運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)是使用簡(jiǎn)單，只需通過給Interval屬性賦值來設(shè)置時(shí)間間隔，并注冊(cè)Tick事件處理定時(shí)任務(wù)。其缺點(diǎn)是精度不高，精度為55毫秒，也就是Interval賦值小于55時(shí)，也是55毫秒觸發(fā)一次定時(shí)任務(wù)。

public partial class TimerFrom : Form
{
    private System.Windows.Forms.Timer digitalClock;
    private void TimerFrom_Load(object sender, EventArgs e)
    {
        digitalClock = new System.Windows.Forms.Timer();//創(chuàng)建定時(shí)器 
        digitalClock.Tick += new EventHandler(HandleTime);//注冊(cè)定時(shí)任務(wù)事件 
        digitalClock.Interval = 1000;//設(shè)置時(shí)間間隔
        digitalClock.Enabled = true;
        digitalClock.Start(); //開啟定時(shí)器
    }
    public void HandleTime(Object myObject, EventArgs myEventArgs)
    {
        labelClock.Text = DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    }
    private void frmTimerDemo_FormClosed(object sender, FormClosedEventArgs e)
    {
        digitalClock.Stop();//停止定時(shí)器
        digitalClock.Dispose();
    }
}

System.Windows.Threading.DispatcherTimer

System.Windows.Threading.DispatcherTimer是WPF中的定時(shí)器，它是基于Dispatcher對(duì)象的(并不是基于UI線程的)。DispatcherTimer的定時(shí)任務(wù)是像其他操作一樣放在Dispatcher隊(duì)列上，其執(zhí)行操作時(shí)間依賴于隊(duì)列中其他任務(wù)及其優(yōu)先級(jí)，因此，DispatcherTimer不保證在時(shí)間間隔發(fā)生時(shí)準(zhǔn)確執(zhí)行，只保證不會(huì)在時(shí)間間隔發(fā)生前執(zhí)行。

Dispatcher為特定線程維護(hù)工作項(xiàng)（操作）的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，在線程上創(chuàng)建Dispatcher對(duì)象時(shí)，它成為唯一可以關(guān)聯(lián)該線程的Dispatcher對(duì)象，WPF中，DispatcherObject只能被與之關(guān)聯(lián)的Dispatcher對(duì)象訪問，也就是非UI線程中無法直接訪問UI元素（WPF中的UI元素都是派生自DispatcherObject）

此外，DispatcherTimer不像System.Windows.Forms.Timer那樣只在UI線程上創(chuàng)建才能觸發(fā)Tick事件，它在非UI線程下創(chuàng)建也可以觸發(fā)Tick事件，此時(shí)訪問UI元素也需要通過Invoke或者BeginInvoke封送(marshal)到UI線程上運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)也是簡(jiǎn)單易用，適合在UI線程上執(zhí)行任務(wù)或觸發(fā)事件，缺點(diǎn)是精度不準(zhǔn)確，可能存在延遲。

private void Dt_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    Dispatcher.BeginInvoke((Action)delegate ()
    {
        text1.Text = DateTime.Now.ToString();
    });
    Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString());
}

private void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    Task.Run(() =>{
        DispatcherTimer dt = new DispatcherTimer();
        dt.Tick += Dt_Tick;
        dt.Interval = TimeSpan.FromSeconds(1);
        dt.Start();
        Dispatcher.Run();
    });
}

上述代碼中，DispatcherTimer是非UI線程中創(chuàng)建，定時(shí)任務(wù)中訪問UI元素text1，需要通過Invoke或者BeginInvoke封送(marshal)到UI線程上運(yùn)行，而Console.WriteLine則可以直接運(yùn)行。

System.Web.UI.Timer

System.Web.UI.Timer是僅適用于.NET Framework的ASP.NET組件。通過Javascript定時(shí)器和服務(wù)端異步回調(diào)實(shí)現(xiàn)。每次觸發(fā)定時(shí)器時(shí)，只能執(zhí)行一個(gè)異步回調(diào)方法，而其他的異步回調(diào)方法需要等待前一個(gè)異步回調(diào)方法執(zhí)行完畢后才能執(zhí)行。這樣可以保證在任意時(shí)刻只有一個(gè)異步回調(diào)方法在執(zhí)行，避免了多線程并發(fā)執(zhí)行的問題。

UI無關(guān)定時(shí)器

從 .NET 6開始，UI無關(guān)定時(shí)器有三個(gè)：

• System.Threading.Timer
• System.Timers.Timer
• System.Threading.PeriodicTimer（.NET 6+）

System.Threading.Timer

System.Threading.Timer是最基礎(chǔ)輕量的定時(shí)器，它將定期在線程池線程上執(zhí)行單個(gè)回調(diào)方法。在創(chuàng)建定時(shí)器對(duì)象時(shí)必須指定回調(diào)方法，并且后續(xù)不能修改，同時(shí)也可以指定定時(shí)器回調(diào)開始執(zhí)行的時(shí)間以及時(shí)間間隔。定時(shí)器創(chuàng)建后可以通過Change方法修改回調(diào)開始執(zhí)行的時(shí)間以及時(shí)間間隔。該定時(shí)器的優(yōu)點(diǎn)是輕量，精度相對(duì)較高，與Windows操作系統(tǒng)時(shí)鐘精度一致，大約15毫秒。但因?yàn)槭腔诰€程池的，所以在任務(wù)執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)或者線程池過載時(shí)，會(huì)出現(xiàn)延遲。其缺點(diǎn)是使用不太方便，定時(shí)器創(chuàng)建后無法修改回調(diào)方法。

var stateTimer = new 
var autoEvent = new AutoResetEvent(false);
Timer(CheckStatus, autoEvent, 1000,250);

private int invokeCount=0;

public void CheckStatus(Object stateInfo)
{
    AutoResetEvent autoEvent = (AutoResetEvent)stateInfo;
    Console.WriteLine("{0} Checking status {1,2}.",DateTime.Now.ToString("h:mm:ss.fff"),(++invokeCount).ToString());

    if(invokeCount == 10)
    {
        invokeCount = 0;
        autoEvent.Set();
    }
}

System.Timers.Timer

System.Timers.Timer在內(nèi)部使用System.Threading.Timer，并公開了更多的屬性，如AutoReset, Enabled或SynchronizingObject，這些屬性允許配置回調(diào)的執(zhí)行方式。此外，Tick事件允許注冊(cè)多個(gè)處理程序。因此，一個(gè)定時(shí)器可以觸發(fā)多個(gè)處理程序。還可以在計(jì)時(shí)器啟動(dòng)后更改處理程序。與System.Threading.Timer相似，其優(yōu)點(diǎn)也是精度相對(duì)較高，與Windows操作系統(tǒng)時(shí)鐘精度一致，大約15毫秒。因?yàn)槟J(rèn)（或者SynchronizingObject=null時(shí)）是基于線程池的，所以在任務(wù)執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)或者線程池過載時(shí)，會(huì)出現(xiàn)延遲。但使用要更簡(jiǎn)便一些。

public partial class TimerFrom : Form
{
    private System.Timers.Timer timer;
    private void TimerFrom_Load(object sender, EventArgs e)
    {
        // 支持注冊(cè)多個(gè)處理程序
        timer.Elapsed += (sender, e) => { label1.Text = DateTime.Now.ToLongTimeString(); };
        timer.Elapsed += (sender, e) => { Console.WriteLine(DateTime.Now.ToLongTimeString()); };
        //自定義回調(diào)執(zhí)行的方式（指定對(duì)象所在的線程），SynchronizingObject=null時(shí)在線程池上執(zhí)行
        timer.SynchronizingObject = this;
        timer.AutoReset = true;
        timer.Start();
    }
}

本例中將SynchronizingObject屬性設(shè)置為Form對(duì)象，因此Elapsed的處理程序在UI線程上執(zhí)行，可以直接修改label1.Text，如果SynchronizingObject屬性為null，處理程序則是在線程池線程上執(zhí)行，修改label1.Text時(shí)需要通過Invoke或者BeginInvoke封送(marshal)到UI線程上運(yùn)行。

System.Threading.PeriodicTimer

System.Threading.PeriodicTimer是 .NET 6中引入的定時(shí)器。它能方便地使用異步方式，它沒有Tick事件，而是提供WaitForNextTickAsync方法處理定時(shí)任務(wù)。通常是使用While循環(huán)結(jié)合CancellationToken一起使用。和CancellationToken一起用的時(shí)候需要注意，如果CancellationToken被取消的時(shí)候會(huì)拋出一個(gè)OperationCanceledException需要考慮自己處理異常。相比之前的定時(shí)器來說，有下面幾個(gè)特點(diǎn)：

• 沒有callback 來綁定事件;
• 不會(huì)發(fā)生重入，只允許有一個(gè)消費(fèi)者，不允許同一個(gè)PeriodicTimer在不同的地方同時(shí)WaitForNextTickAsync，不需要自己做排他鎖來實(shí)現(xiàn)不能重入；
• 異步化。之前的 timer 的 callback 都是同步的，使用新 timer 可以使用異步方法，避免了編寫 Sync over Async 代碼；
• Dispose 之后，實(shí)例就無法使用，并且 WaitForNextTickAsync 始終返回 false。

var cts = new CancellationTokenSource(TimeSpan.FromSeconds(15));
using (var timer = new PeriodicTimer(TimeSpan.FromSeconds(1)))
{
    try
    {
        while (await timer.WaitForNextTickAsync(cts.Token))
        {
            await Task.Delay(3000);
            Console.WriteLine($"ThreadId is {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} --- Time is {DateTime.Now:HH:mm:ss}");
        }
    }
    catch (OperationCanceledException)
    {
        Console.WriteLine("Operation cancelled");
    }
}

小結(jié)

我們?cè)陂_發(fā)過程中遇到的坑往往不是技術(shù)本身的坑，而是我們?yōu)E用沒有掌握的技術(shù)導(dǎo)致的，在有多種技術(shù)方案可選的時(shí)候，通常只關(guān)注技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，忽略了技術(shù)適用場(chǎng)景及其局限性。.NET中幾種定時(shí)器各自都有其適用場(chǎng)景和不足，但都不支持高精度計(jì)時(shí)。了解這些有助于我們?cè)陂_發(fā)過程中選擇合適定時(shí)器，避免遇到問題后被動(dòng)地替換解決方案。

到此這篇關(guān)于.NET中6種定時(shí)器的用法與特點(diǎn)詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān).NET定時(shí)器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評(píng)論