C#中Timer使用及解決重入問題

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C#教程|點擊：次

★前言

打開久違的Live Writer，又已經(jīng)好久沒寫博客了，真的太懶了。廢話不多說了，直接進入這次博客的主題--Timer。為什么要寫這個呢，因為前幾天應朋友之邀，想做個“黑客”小工具，功能挺簡單就是自動獲取剪貼板的內(nèi)容然后發(fā)送郵件，就需要用到Timer來循環(huán)獲取剪貼板的內(nèi)容，但是由于到了發(fā)送郵件這個功能，使用C#的SmtpClient始終發(fā)送不了郵件，以前寫過類似發(fā)郵件的功能，當時可以用網(wǎng)易的，現(xiàn)在也不能用了，不知道咋回事，只好作罷。在使用Timer中遇到了之前沒有想過的問題--重入。

★介紹

首先簡單介紹一下timer，這里所說的timer是指的System.Timers.timer，顧名思義，就是可以在指定的間隔是引發(fā)事件。官方介紹在這里，摘抄如下：

Timer 組件是基于服務器的計時器，它使您能夠指定在應用程序中引發(fā) Elapsed 事件的周期性間隔。然后可通過處理這個事件來提供常規(guī)處理。例如，假設您有一臺關鍵性服務器，必須每周 7 天、每天 24 小時都保持運行。可以創(chuàng)建一個使用 Timer 的服務，以定期檢查服務器并確保系統(tǒng)開啟并在運行。如果系統(tǒng)不響應，則該服務可以嘗試重新啟動服務器或通知管理員。基于服務器的 Timer 是為在多線程環(huán)境中用于輔助線程而設計的。服務器計時器可以在線程間移動來處理引發(fā)的 Elapsed 事件，這樣就可以比 Windows 計時器更精確地按時引發(fā)事件。

如果想了解跟其他的timer有啥區(qū)別，可以看這里，里面有詳細的介紹，不再多說了（其實我也不知道還有這么多）。那使用這個計時器有啥好處呢？主要因為它是通過.NET Thread Pool實現(xiàn)的、輕量、計時精確、對應用程序及消息沒有特別的要求。

★使用

下面就簡單介紹一下，這個Timer是怎么使用的，其實很簡單，我就采用微軟提供的示例來進行測試，直接上代碼了：

//Timer不要聲明成局部變量，否則會被GC回收
 private static System.Timers.Timer aTimer;
 public static void Main()
 {
 //實例化Timer類，設置間隔時間為10000毫秒； 
 aTimer = new System.Timers.Timer(10000);
 //注冊計時器的事件
 aTimer.Elapsed += new ElapsedEventHandler(OnTimedEvent);
 //設置時間間隔為2秒（2000毫秒），覆蓋構造函數(shù)設置的間隔
 aTimer.Interval = 2000;
 //設置是執(zhí)行一次（false）還是一直執(zhí)行(true)，默認為true
 aTimer.AutoReset = true;
 //開始計時
 aTimer.Enabled = true;
 Console.WriteLine("按任意鍵退出程序。");
 Console.ReadLine();
 }
 //指定Timer觸發(fā)的事件
 private static void OnTimedEvent(object source, ElapsedEventArgs e)
 {
 Console.WriteLine("觸發(fā)的事件發(fā)生在： {0}", e.SignalTime);
 }

運行的結(jié)果如下，計時蠻準確的：

/*
按任意鍵退出程序。
觸發(fā)的事件發(fā)生在： 2014/12/26 星期五 23:08:51
觸發(fā)的事件發(fā)生在： 2014/12/26 星期五 23:08:53
觸發(fā)的事件發(fā)生在： 2014/12/26 星期五 23:08:55
觸發(fā)的事件發(fā)生在： 2014/12/26 星期五 23:08:57
觸發(fā)的事件發(fā)生在： 2014/12/26 星期五 23:08:59
*/

★重入問題重現(xiàn)及分析

什么叫重入呢？這是一個有關多線程編程的概念：程序中，多個線程同時運行時，就可能發(fā)生同一個方法被多個進程同時調(diào)用的情況。當這個方法中存在一些非線程安全的代碼時，方法重入會導致數(shù)據(jù)不一致的情況。Timer方法重入是指使用多線程計時器，一個Timer處理還沒有完成，到了時間，另一Timer還會繼續(xù)進入該方法進行處理。下面演示一下重入問題的產(chǎn)生（可能重現(xiàn)的不是很好，不過也能簡單一下說明問題了）：

//用來造成線程同步問題的靜態(tài)成員
 private static int outPut = 1;
 //次數(shù)，timer沒調(diào)一次方法自增1
 private static int num = 0;
 private static System.Timers.Timer timer = new System.Timers.Timer();
 public static void Main()
 {
 timer.Interval = 1000;
 timer.Elapsed += TimersTimerHandler;
 timer.Start();
 Console.WriteLine("按任意鍵退出程序。");
 Console.ReadLine();
 }
 /// <summary>
 /// System.Timers.Timer的回調(diào)方法
 /// </summary>
 /// <param name="sender"></param>
 /// <param name="args"></param>
 private static void TimersTimerHandler(object sender, EventArgs args)
 {
 int t = ++num;
 Console.WriteLine(string.Format("線程{0}輸出：{1}， 輸出時間：{2}", t, outPut.ToString(),DateTime.Now));
 System.Threading.Thread.Sleep(2000);
 outPut++;
 Console.WriteLine(string.Format("線程{0}自增1后輸出：{1}，輸出時間：{2}", t, outPut.ToString(),DateTime.Now));
 }

下面顯示一下輸出結(jié)果：

是不是感覺上面輸出結(jié)果很奇怪，首先是線程1輸出為1，沒有問題，然后隔了2秒后線程1自增1后輸出為2，這就有問題了，中間為什么還出現(xiàn)了線程2的輸出？更奇怪的是線程2剛開始輸出為1，自增1后盡然變成了3！其實這就是重入所導致的問題。別急，咱們分析一下就知道其中的緣由了。

首先timer啟動計時后，開啟一個線程1執(zhí)行方法，當線程1第一次輸出之后，這時線程1休眠了2秒，此時timer并沒有閑著，因為設置的計時間隔為1秒，當在線程1休眠了1秒后，timer又開啟了線程2執(zhí)行方法，線程2才不管線程1是執(zhí)行中還是休眠狀態(tài)，所以此時線程2的輸出也為1，因為線程1還在休眠狀態(tài)，并沒有自增。然后又隔了1秒，這時發(fā)生同時發(fā)生兩個事件，線程1過了休眠狀態(tài)自增輸出為2，timer同時又開啟一個線程3，線程3輸出的為線程1自增后的值2，又過了1秒，線程2過了休眠狀態(tài)，之前的輸出已經(jīng)是2，所以自增后輸出為3，又過了1秒……我都快暈了，大概就是這意思吧，我想表達的就是：一個Timer開啟的線程處理還沒有完成，到了時間，另一Timer還會繼續(xù)進入該方法進行處理。

那怎么解決這個問題呢？解決方案有三種，下面一一道來，適應不同的場景，不過還是推薦最后一種，比較安全。

★重入問題解決方案

1、使用lock(Object)的方法來防止重入，表示一個Timer處理正在執(zhí)行，下一個Timer發(fā)生的時候發(fā)現(xiàn)上一個沒有執(zhí)行完就等待執(zhí)行，適用重入很少出現(xiàn)的場景（具體也沒研究過，可能比較占內(nèi)存吧）。

代碼跟上面差不多，在觸發(fā)的方法中加入lock，這樣當線程2進入觸發(fā)的方法中，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)被鎖，會等待鎖中的代碼處理完在執(zhí)行，代碼如下：

private static object locko = new object(); 
 /// <summary>
 /// System.Timers.Timer的回調(diào)方法
 /// </summary>
 /// <param name="sender"></param>
 /// <param name="args"></param>
 private static void TimersTimerHandler(object sender, EventArgs args)
 {
 int t = ++num; 
 lock (locko)
 { Console.WriteLine(string.Format("線程{0}輸出：{1}， 輸出時間：{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now)); System.Threading.Thread.Sleep(2000); outPut++; Console.WriteLine(string.Format("線程{0}自增1后輸出：{1}，輸出時間：{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now)); } }

執(zhí)行結(jié)果：

2、設置一個標志，表示一個Timer處理正在執(zhí)行，下一個Timer發(fā)生的時候發(fā)現(xiàn)上一個沒有執(zhí)行完就放棄（注意這里是放棄，而不是等待哦，看看執(zhí)行結(jié)果就明白啥意思了）執(zhí)行，適用重入經(jīng)常出現(xiàn)的場景。代碼如下：

 private static int inTimer = 0; 
 /// <summary>
 /// System.Timers.Timer的回調(diào)方法
 /// </summary>
 /// <param name="sender"></param>
 /// <param name="args"></param>
 private static void TimersTimerHandler(object sender, EventArgs args)
 {
 int t = ++num;
 if (inTimer == 0)
 {
 inTimer = 1;
 Console.WriteLine(string.Format("線程{0}輸出：{1}， 輸出時間：{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
 System.Threading.Thread.Sleep(2000);
 outPut++;
 Console.WriteLine(string.Format("線程{0}自增1后輸出：{1}，輸出時間：{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
 inTimer = 0;
 }
 }

執(zhí)行結(jié)果：

3、在多線程下給inTimer賦值不夠安全，Interlocked.Exchange提供了一種輕量級的線程安全的給對象賦值的方法（感覺比較高上大，也是比較推薦的一種方法），執(zhí)行結(jié)果與方法2一樣，也是放棄執(zhí)行。Interlocked.Exchange用法參考這里。

private static int inTimer = 0; 
 /// <summary>
 /// System.Timers.Timer的回調(diào)方法
 /// </summary>
 /// <param name="sender"></param>
 /// <param name="args"></param>
 private static void TimersTimerHandler(object sender, EventArgs args)
 {
 int t = ++num;
 if (Interlocked.Exchange(ref inTimer, 1) == 0)
 {
 Console.WriteLine(string.Format("線程{0}輸出：{1}， 輸出時間：{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
 System.Threading.Thread.Sleep(2000);
 outPut++;
 Console.WriteLine(string.Format("線程{0}自增1后輸出：{1}，輸出時間：{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
 Interlocked.Exchange(ref inTimer, 0); 
 }
 }

執(zhí)行結(jié)果：

★總結(jié)

終于碼完字了，真心不容易啊。寫博客是個挺耗精力的事情，真心佩服那些大牛們筆耕不輟，致敬！在這里稍微總結(jié)一下，timer是一個使用挺簡單的類，拿來即用，這里主要總結(jié)了使用timer時重入問題的解決，以前也沒思考過這個問題，解決方案也挺簡單，在這里列出了三種，不知道還有沒有其他的方式。這里的解決方案同時也適用多線程的重入問題。

★參考

在這里列出文章中沒有提及的參考，感謝各位前輩們智慧的結(jié)晶！

ASP.NET 定時器回調(diào)方法的重入

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望本文的內(nèi)容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，同時也希望多多支持我們！

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