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C#中Timer使用及解决重入问题

时间:2017-2-19 10:46:45  作者:棋牌资源网  来源:棋牌资源网  查看:6765  评论:0
内容摘要:★前言     打开久违的Live Writer,又已经好久没写博客了,真的太懒了。废话不多说了,直接进入这次博客的主题--Timer。为什么要写这个呢,因为前几天应朋友之邀,想做个“黑客”小工具,功能挺简单就是自动...

★前言

     打开久违的Live Writer,又已经好久没写博客了,真的太懒了。废话不多说了,直接进入这次博客的主题--Timer。为什么要写这个呢,因为前几天应朋友之邀,想做个“黑客”小工具,功能挺简单就是自动获取剪贴板的内容然后发送邮件,就需要用到Timer来循环获取剪贴板的内容,但是由于到了发送邮件这个功能,使用C#的SmtpClient始终发送不了邮件,以前写过类似发邮件的功能,当时可以用网易的,现在也不能用了,不知道咋回事,只好作罢。在使用Timer中遇到了之前没有想过的问题--重入。

★介绍

     首先简单介绍一下timer,这里所说的timer是指的System.Timers.timer,顾名思义,就是可以在指定的间隔是引发事件。官方介绍在这里,摘抄如下:

Timer 组件是基于服务器的计时器,它使您能够指定在应用程序中引发 Elapsed 事件的周期性间隔。然后可通过处理这个事件来提供常规处理。 例如,假设您有一台关键性服务器,必须每周 7 天、每天 24 小时都保持运行。 可以创建一个使用 Timer 的服务,以定期检查服务器并确保系统开启并在运行。 如果系统不响应,则该服务可以尝试重新启动服务器或通知管理员。 基于服务器的 Timer 是为在多线程环境中用于辅助线程而设计的。 服务器计时器可以在线程间移动来处理引发的 Elapsed 事件,这样就可以比 Windows 计时器更精确地按时引发事件。

     如果想了解跟其他的timer有啥区别,可以看这里,里面有详细的介绍,不再多说了(其实我也不知道还有这么多)。那使用这个计时器有啥好处呢?主要因为它是通过.NET Thread Pool实现的、轻量、计时精确、对应用程序及消息没有特别的要求。

★使用

    下面就简单介绍一下,这个Timer是怎么使用的,其实很简单,我就采用微软提供的示例来进行测试,直接上代码了:

复制代码
   //Timer不要声明成局部变量,否则会被GC回收
    private static System.Timers.Timer aTimer;

    public static void Main()
    {
        //实例化Timer类,设置间隔时间为10000毫秒; 
        aTimer = new System.Timers.Timer(10000);

        //注册计时器的事件
        aTimer.Elapsed += new ElapsedEventHandler(OnTimedEvent);

        //设置时间间隔为2秒(2000毫秒),覆盖构造函数设置的间隔
        aTimer.Interval = 2000;

        //设置是执行一次(false)还是一直执行(true),默认为true
        aTimer.AutoReset = true;

        //开始计时
        aTimer.Enabled = true;

        Console.WriteLine("按任意键退出程序。");
        Console.ReadLine();
    }

    //指定Timer触发的事件
    private static void OnTimedEvent(object source, ElapsedEventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("触发的事件发生在: {0}", e.SignalTime);
    }
复制代码

运行的结果如下,计时蛮准确的:

复制代码
/*
按任意键退出程序。
触发的事件发生在: 2014/12/26 星期五 23:08:51
触发的事件发生在: 2014/12/26 星期五 23:08:53
触发的事件发生在: 2014/12/26 星期五 23:08:55
触发的事件发生在: 2014/12/26 星期五 23:08:57
触发的事件发生在: 2014/12/26 星期五 23:08:59
*/
复制代码

★重入问题重现及分析

     什么叫重入呢?这是一个有关多线程编程的概念:程序中,多个线程同时运行时,就可能发生同一个方法被多个进程同时调用的情况。当这个方法中存在一些非线程安全的代码时,方法重入会导致数据不一致的情况。Timer方法重入是指使用多线程计时器,一个Timer处理还没有完成,到了时间,另一Timer还会继续进入该方法进行处理。下面演示一下重入问题的产生(可能重现的不是很好,不过也能简单一下说明问题了):

复制代码
    //用来造成线程同步问题的静态成员
    private static int outPut = 1;
    //次数,timer没调一次方法自增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("按任意键退出程序。");
        Console.ReadLine();
    }

    /// <summary>
    /// System.Timers.Timer的回调方法
    /// </summary>
    /// <param name="sender"></param>
    /// <param name="args"></param>
    private static void TimersTimerHandler(object sender, EventArgs args)
    {
        int t = ++num;
        Console.WriteLine(string.Format("线程{0}输出:{1},       输出时间:{2}", t, outPut.ToString(),DateTime.Now));
        System.Threading.Thread.Sleep(2000);
        outPut++;
        Console.WriteLine(string.Format("线程{0}自增1后输出:{1},输出时间:{2}", t, outPut.ToString(),DateTime.Now));
    }
复制代码

下面显示一下输出结果:

image

     是不是感觉上面输出结果很奇怪,首先是线程1输出为1,没有问题,然后隔了2秒后线程1自增1后输出为2,这就有问题了,中间为什么还出现了线程2的输出?更奇怪的是线程2刚开始输出为1,自增1后尽然变成了3!其实这就是重入所导致的问题。别急,咱们分析一下就知道其中的缘由了。

      首先timer启动计时后,开启一个线程1执行方法,当线程1第一次输出之后,这时线程1休眠了2秒,此时timer并没有闲着,因为设置的计时间隔为1秒,当在线程1休眠了1秒后,timer又开启了线程2执行方法,线程2才不管线程1是执行中还是休眠状态,所以此时线程2的输出也为1,因为线程1还在休眠状态,并没有自增。然后又隔了1秒,这时发生同时发生两个事件,线程1过了休眠状态自增输出为2,timer同时又开启一个线程3,线程3输出的为线程1自增后的值2,又过了1秒,线程2过了休眠状态,之前的输出已经是2,所以自增后输出为3,又过了1秒……我都快晕了,大概就是这意思吧,我想表达的就是:一个Timer开启的线程处理还没有完成,到了时间,另一Timer还会继续进入该方法进行处理。

     那怎么解决这个问题呢?解决方案有三种,下面一一道来,适应不同的场景,不过还是推荐最后一种,比较安全。

★重入问题解决方案

1、使用lock(Object)的方法来防止重入,表示一个Timer处理正在执行,下一个Timer发生的时候发现上一个没有执行完就等待执行,适用重入很少出现的场景(具体也没研究过,可能比较占内存吧)。

代码跟上面差不多,在触发的方法中加入lock,这样当线程2进入触发的方法中,发现已经被锁,会等待锁中的代码处理完在执行,代码如下:

复制代码
     private static object locko = new object();  
     /// <summary>
     /// System.Timers.Timer的回调方法
     /// </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("线程{0}输出:{1}, 输出时间:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now)); System.Threading.Thread.Sleep(2000); outPut++; Console.WriteLine(string.Format("线程{0}自增1后输出:{1},输出时间:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now)); } }
复制代码

执行结果:

image

2、设置一个标志,表示一个Timer处理正在执行,下一个Timer发生的时候发现上一个没有执行完就放弃注意这里是放弃,而不是等待哦,看看执行结果就明白啥意思了)执行,适用重入经常出现的场景。代码如下:

复制代码
    private static int inTimer = 0; 
    /// <summary>
    /// System.Timers.Timer的回调方法
    /// </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("线程{0}输出:{1},       输出时间:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
            System.Threading.Thread.Sleep(2000);
            outPut++;
            Console.WriteLine(string.Format("线程{0}自增1后输出:{1},输出时间:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
            inTimer = 0;
        }
    }
复制代码

执行结果:

image

3、在多线程下给inTimer赋值不够安全,Interlocked.Exchange提供了一种轻量级的线程安全的给对象赋值的方法(感觉比较高上大,也是比较推荐的一种方法),执行结果与方法2一样,也是放弃执行。Interlocked.Exchange用法参考这里

复制代码
    private static int inTimer = 0; 
    /// <summary>
    /// System.Timers.Timer的回调方法
    /// </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("线程{0}输出:{1},       输出时间:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
            System.Threading.Thread.Sleep(2000);
            outPut++;
            Console.WriteLine(string.Format("线程{0}自增1后输出:{1},输出时间:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
            Interlocked.Exchange(ref inTimer, 0); 
        }
    }
复制代码

执行结果:


	image

★总结

    终于码完字了,真心不容易啊。写博客是个挺耗精力的事情,真心佩服那些大牛们笔耕不辍,致敬!在这里稍微总结一下,timer是一个使用挺简单的类,拿来即用,这里主要总结了使用timer时重入问题的解决,以前也没思考过这个问题,解决方案也挺简单,在这里列出了三种,主要参考在这里,不知道还有没有其他的方式。这里的解决方案同时也适用多线程的重入问题。时间不早了,洗洗睡了。

标签:C#中Timer使用及解决重入问题 

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