詳解C#中Timer的使用和解決重入問題

本文主要介紹了C#中Timer使用及解決重入問題的相關知識。具有很好的參考價值，下面跟著小編一起來看下吧

★前言

開啟久違的Live Writer，又已經好久沒寫部落格了，真的太懶了。廢話不多說了，直接進入這次部落格的主題--Timer。為什麼要寫這個呢，因為前幾天應朋友之邀，想做個“駭客”小工具，功能挺簡單就是自動擷取剪貼簿的內容然後發送郵件，就需要用到Timer來迴圈擷取剪貼簿的內容，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 組件是基於伺服器的計時器，它使您能夠指定在應用程式中引發 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伺服器，必須每周 7 天、每天 24 小時都保持運行。 可以建立一個使用 Timer 的服務，以定期檢查伺服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伺服器或通知管理員。 基於伺服器的 Timer 是為在多線程環境中用於輔助線程而設計的。 伺服器計時器可以線上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。

如果想瞭解跟其他的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、對應用程式及訊息沒有特別的要求。

★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，我就採用微軟提供的樣本來進行測試，直接上代碼了：

//Timer不要聲明成局部變數，否則會被GC回收 private static System.Timers.Timer aTimer; public static void Main() { //執行個體化Timer類，設定間隔時間為10000毫秒；  aTimer = new System.Timers.Timer(10000); //註冊計時器的事件 aTimer.Elapsed += new ElapsedEventHandler(OnTimedEvent); //設定時間間隔為2秒（2000毫秒），覆蓋建構函式設定的間隔 aTimer.Interval = 2000; //設定是執行一次（false）還是一直執行(true)，預設為true aTimer.AutoReset = true; //開始計時 aTimer.Enabled = true; Console.WriteLine("按任意鍵退出程式。"); 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); }

啟動並執行結果如下，計時蠻準確的：

/*按任意鍵退出程式。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：程式中，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安全執行緒的代碼時，方法重入會導致資料不一致的情況。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。下面示範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("按任意鍵退出程式。"); 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並沒有閑著，因為設定的計時間隔為1秒，當線上程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，適應不同的情境，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情境（具體也沒研究過，可能比較占記憶體吧）。

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、設定一個標誌，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情境。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安全執行緒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。寫部落格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。