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C#中Timer使用及解決重入問題

編輯:C#入門知識

C#中Timer使用及解決重入問題。本站提示廣大學習愛好者:(C#中Timer使用及解決重入問題)文章只能為提供參考,不一定能成為您想要的結果。以下是C#中Timer使用及解決重入問題正文


★前言

打開久違的Live Writer,又已經好久沒寫博客了,真的太懶了。廢話不多說了,直接進入這次博客的主題--Timer。為什麼要寫這個呢,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容然後發送郵件,就需要用到Timer來循環獲取剪貼板的內容,但是由於到了發送郵件這個功能,使用C#的SmtpClient始終發送不了郵件,以前寫過類似發郵件的功能,當時可以用網易的,現在也不能用了,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,這裡所說的timer是指的System.Timers.timer,顧名思義,就是可以在指定的間隔是引發事件。官方介紹在這裡,摘抄如下:

Timer 組件是基於服務器的計時器,它使您能夠指定在應用程序中引發 Elapsed 事件的周期性間隔。然後可通過處理這個事件來提供常規處理。 例如,假設您有一台關鍵性服務器,必須每周 7 天、每天 24 小時都保持運行。 可以創建一個使用 Timer 的服務,以定期檢查服務器並確保系統開啟並在運行。 如果系統不響應,則該服務可以嘗試重新啟動服務器或通知管理員。 基於服務器的 Timer 是為在多線程環境中用於輔助線程而設計的。 服務器計時器可以在線程間移動來處理引發的 Elapsed 事件,這樣就可以比 Windows 計時器更精確地按時引發事件。

如果想了解跟其他的timer有啥區別,可以看這裡,裡面有詳細的介紹,不再多說了(其實我也不知道還有這麼多)。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是怎麼使用的,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),覆蓋構造函數設置的間隔
 aTimer.Interval = 2000;
 //設置是執行一次(false)還是一直執行(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觸發的事件
 private static void OnTimedEvent(object source, ElapsedEventArgs e)
 {
 Console.WriteLine("觸發的事件發生在: {0}", e.SignalTime);
 }

運行的結果如下,計時蠻准確的:

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

★重入問題重現及分析

什麼叫重入呢?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,就可能發生同一個方法被多個進程同時調用的情況。當這個方法中存在一些非線程安全的代碼時,方法重入會導致數據不一致的情況。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還會繼續進入該方法進行處理。下面演示一下重入問題的產生(可能重現的不是很好,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成員
 private static int outPut = 1;
 //次數,timer沒調一次方法自增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後輸出:{1},輸出時間:{2}", t, outPut.ToString(),DateTime.Now));
 }

下面顯示一下輸出結果:

是不是感覺上面輸出結果很奇怪,首先是線程1輸出為1,沒有問題,然後隔了2秒後線程1自增1後輸出為2,這就有問題了,中間為什麼還出現了線程2的輸出?更奇怪的是線程2剛開始輸出為1,自增1後盡然變成了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啟動計時後,開啟一個線程1執行方法,當線程1第一次輸出之後,這時線程1休眠了2秒,此時timer並沒有閒著,因為設置的計時間隔為1秒,當在線程1休眠了1秒後,timer又開啟了線程2執行方法,線程2才不管線程1是執行中還是休眠狀態,所以此時線程2的輸出也為1,因為線程1還在休眠狀態,並沒有自增。然後又隔了1秒,這時發生同時發生兩個事件,線程1過了休眠狀態自增輸出為2,timer同時又開啟一個線程3,線程3輸出的為線程1自增後的值2,又過了1秒,線程2過了休眠狀態,之前的輸出已經是2,所以自增後輸出為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還會繼續進入該方法進行處理。

那怎麼解決這個問題呢?解決方案有三種,下面一一道來,適應不同的場景,不過還是推薦最後一種,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處理正在執行,下一個Timer發生的時候發現上一個沒有執行完就等待執行,適用重入很少出現的場景(具體也沒研究過,可能比較占內存吧)。

代碼跟上面差不多,在觸發的方法中加入lock,這樣當線程2進入觸發的方法中,發現已經被鎖,會等待鎖中的代碼處理完在執行,代碼如下:

private static object locko = new object(); 
 /// <summary>
 /// System.Timers.Timer的回調方法
 /// </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後輸出:{1},輸出時間:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now)); } }

 執行結果:

 2、設置一個標志,表示一個Timer處理正在執行,下一個Timer發生的時候發現上一個沒有執行完就放棄(注意這裡是放棄,而不是等待哦,看看執行結果就明白啥意思了)執行,適用重入經常出現的場景。代碼如下:

 private static int inTimer = 0; 
 /// <summary>
 /// System.Timers.Timer的回調方法
 /// </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後輸出:{1},輸出時間:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
 inTimer = 0;
 }
 }

執行結果:

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),執行結果與方法2一樣,也是放棄執行。Interlocked.Exchange用法參考這裡。

private static int inTimer = 0; 
 /// <summary>
 /// System.Timers.Timer的回調方法
 /// </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後輸出:{1},輸出時間:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
 Interlocked.Exchange(ref inTimer, 0); 
 }
 }

執行結果:

★總結

終於碼完字了,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辍,致敬!在這裡稍微總結一下,timer是一個使用挺簡單的類,拿來即用,這裡主要總結了使用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,在這裡列出了三種,不知道還有沒有其他的方式。這裡的解決方案同時也適用多線程的重入問題。

★參考

在這裡列出文章中沒有提及的參考,感謝各位前輩們智慧的結晶!

ASP.NET 定時器回調方法的重入

以上就是本文的全部內容,希望本文的內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!

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