文章目录

• 一、引言
• 二、Timers
• • 1. System.Threading.Timer
  • • 1.1. 简单使用
    • 1.2. 注意点
  • 2. System.Timers.Timer
  • • 2.1. 概述
    • 🔺2.2. 注意点
• 三、总结

一、引言

在开发中，会遇到并行处理的需求。
有时只需要使用task（底层是创建个线程）来处理一下就好了。而有时则在并行处理的基础上还有时间的要求，较常见的就是每隔一定时间处理一次。当然，这用task肯定可以实现，但是时间这块得自己控制，无疑增加了工作量和不确定性。
.NET提供了叫做定时器（timer，也叫计时器）的类，它在并行处理的基础上，带了时间参数的设置，可以满足这一需求。

其实本文标题与其叫C#定时器，不如叫.NET定时器好些。因为这边介绍的定时器是.NET中的东西，不只针对C#（不过调用形式是C#的），.NET平台下的其他语言也可以用。不过.NET下的语言，用C#的可能相对多一些，所以很多时候.NET的东西也被叫做C#的东西，当然这种叫法不是很规范。

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二、Timers

.NET提供了两种定时器用于多线程环境：

• System.Threading.Timer，它会以固定间隔在ThreadPool线程上执行回调函数。
• System.Timers.Timer，默认情况下，它会以固定间隔在ThreadPool线程上触发一个事件。

⚠注意：
一些.NET实现下还有其它类型的定时器：

• System.Windows.Forms.Timer，从名字中就能看出来，它是WinForms的定期触发事件的组件，是为单线程环境设计的。
• System.Web.UI.Timer，这是一个ASP.NET组件，以固定间隔执行异步或同步的网页回发。
• System.Windows.Threading.DispatcherTimer，集成到Dispatcher队列中的定时器，它会按照指定的时间间隔和指定的优先级进行处理。

1. System.Threading.Timer

1.1. 简单使用

System.Threading.Timer类能以指定间隔调用委托（连续或单次）。该委托在ThreadPool线程中执行。

创建System.Threading.Timer对象时，你需要指定一个TimerCallback委托来定义回调方法、一个传递给回调函数的可选state对象、以及首次调用回调函数之前的延迟时间和连续回调调用的时间间隔。要取消一个挂起（pending）的定时器，可以调用Timer.Dispose方法。

下面代码示例创建了一个定时器，在创建一秒后首次调用委托，之后每两秒调用一次。示例中的state对象用于计算调用委托的次数。当委托被调用10次后，计时器停止。

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    private static Timer timer;

    static void Main(string[] args)
    {
        var timerState = new TimerState { Counter = 0 };

        timer = new Timer(
            callback: new TimerCallback(TimerTask),
            state: timerState,
            dueTime: 1000,
            period: 2000);

        while (timerState.Counter <= 10)
        {
            Task.Delay(1000).Wait();
        }

        timer.Dispose();
        Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}: done.");
    }

    private static void TimerTask(object timerState)
    {
        Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}: starting a new callback.");
        var state = timerState as TimerState;
        Interlocked.Increment(ref state.Counter);
    }

    class TimerState
    {
        public int Counter;
    }
}

1.2. 注意点

使用TimerCallback委托来指定希望Timer执行的方法。TimerCallback委托的签名如下：

void TimerCallback(Object state)

定时器委托是在定时器被构造之后（即new了之后）指定的，且无法更改。该方法不会在创建定时器的线程上执行；它是在系统提供的ThreadPool线程上执行。

Timer类有着与系统时钟相同的分辨率。这意味着，如果周期小于系统时钟的分辨率，TimerCallback委托将按照系统时钟的分辨率定义的时间间隔执行，在Win7和Win8系统上大约是15ms。可以使用Change方法更改到期时间和周期，或禁用定时器。

⚠注意：
只要使用Timer，就必须保持对它的引用。
与其它托管对象一样，当没有对Timer的引用时，Timer也会受到GC（垃圾回收器）的影响。即使Timer仍然处于活动状态，也不会阻止它被回收。
使用的系统时钟与GetTickCount使用的时钟相同，不受timeBeginPeriod和timeEndPeriod改变的影响。

当不再需要定时器时，使用Dispose方法释放定时器所持有的资源。注意，回调函数可能在Dispose()方法重载被调用之后才发生，因为定时器队列回调函数由线程池线程执行。可以使用Dispose(waitHandle)方法重载来等待，直到所有回调完成。

该定时器执行的回调方法是可重入的（多个线程同时执行，第一个线程还没执行完，第二个线程又进去执行了），因为它是在ThreadPool线程上调用的。如果定时器间隔小于执行回调所需的时间，或者如果所有线程池线程都在使用并且多次排队，则可以在两个线程池线程上同时执行回调。

⚠注意：
System.Threading.Timer是一个简单的轻量级定时器，它使用回调方法，由线程池线程提供服务。不建议在WinForms中使用，因为它的回调函数不会在UI线程上发生。System.Windows.Forms.Timer更适用于WinForms。对于基于服务器的定时器功能，可以考虑使用System.Timers.Timer，它会引发事件并具有额外功能。

2. System.Timers.Timer

2.1. 概述

另一个用于多线程环境的定时器是System.Timers.Timer，默认情况下，它会在ThreadPool线程中引发一个事件。

当创建System.Timers.Timer对象时，可以指定引发事件的时间间隔。使用Enabled属性来指定定时器是否引发事件。如果要指定只引发一次Elapsed事件，将AutoReset设置为false。AutoReset属性的默认值为true，意味着在interval属性定义的时间间隔内会定时引发Elapsed事件。

🔺2.2. 注意点

Timer组件是一个基于服务器的定时器，它会在经过Interval属性设置的毫秒数之后引发一个Elapsed事件。使用AutoReset属性配置Timer对象，使其只引发一次或重复引发事件。通常，Timer对象声明在类层级，以便你需要它时，它就在作用域中。

// 声明在类层级大概是这个意思？
// 不是定义在局部的，而是整个类的成员变量（字段）
// 这样你才类中任意地方都可以去操作它
class A
{
	Timer _timer;
}

然后可以处理它的Elapsed事件来进行常规处理。例如，假设你有一个服务器，它必须每周7天、每天24小时运行。你可以创建一个使用Timer对象的服务来定期检查服务器，并确保系统已启动并运行。如果系统没有响应，服务可以尝试重新启动服务器并通知管理员。

⚠注意：
该Timer类并不适用所有的.NET实现和版本，例如，.NET Standard 1.6以及更低版本。在这些情况下，你可以使用System.Threading.Timer类。
从这句话中有种System.Timers.Timer的使用优先级比System.Threading.Timer高的感觉。

该Timer类实现了IDisposable接口。当你使用完该类后，应该销毁它。要直接销毁该类，在try/catch块中调用它的dispose方法。间接销毁，可以使用using。

基于服务器的System.Timers.Timer类是为多线程环境中的工作线程而设计的。服务器定时器可以在线程之间移动来处理引发的Elapsed事件，在引发事件及时性上比Windows定时器更精确。

System.Timers.Timer组件根据Interval属性的值(以毫秒为单位)引发Elapsed事件。通过处理此事件来执行所需的处理过程。例如，假设你有一个在线销售应用程序，它不断向数据库发布销售订单。编译运输指令的服务对一批订单进行操作而不是单独处理每个订单。你可以使用Timer来每30分钟启动批处理。

⚠注意：
System.Timers.Timer类具有与系统时钟相同的分辨率。
这意味着如果Interval属性小于系统时钟分辨率，则Elapsed事件将按照系统时钟分辨率定义的时间间隔触发。

Timer组件捕获并抑制事件处理程序为Elapsed事件抛出的所有异常（也就是说，在Elapsed事件处理器中抛出的异常，你在其它线程中无法直接感受到。这就可能导致，如果你在Elapsed事件处理器中没有添加异常处理机制，并且里面抛出异常了，从线程外看好像啥也没发生）。但是要注意，对于异步执行并包含await操作符（在C#中）或await操作符（在VB中）的事件处理程序则不然。这些事件处理程序中抛出的异常会传回调用线程，如下所示：

using System;
using System.Threading.Tasks;
using System.Timers;

class Example
{
   static void Main()
   {
      Timer timer = new Timer(1000);
      timer.Elapsed += async ( sender, e ) => await HandleTimer();
      timer.Start();
      Console.Write("Press any key to exit... ");
      Console.ReadKey();
   }

   private static Task HandleTimer()
   {
     Console.WriteLine("\nHandler not implemented..." );
     throw new NotImplementedException();
   }
}
// The example displays output like the following:
//   Press any key to exit...
//   Handler not implemented...
//   
//   Unhandled Exception: System.NotImplementedException: The method or operation is not implemented.
//      at Example.HandleTimer()
//      at Example.<<Main>b__0>d__2.MoveNext()
//   --- End of stack trace from previous location where exception was thrown ---
//      at System.Runtime.CompilerServices.AsyncMethodBuilderCore.<>c__DisplayClass2.<ThrowAsync>b__5(Object state)
//      at System.Threading.ExecutionContext.RunInternal(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state, Boolean preserveSyncCtx)
//      at System.Threading.ExecutionContext.Run(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state, Boolean preserveSyncCtx)
//      at System.Threading.QueueUserWorkItemCallback.System.Threading.IThreadPoolWorkItem.ExecuteWorkItem()
//      at System.Threading.ThreadPoolWorkQueue.Dispatch()

若SynchronizingObject属性为null，则Elapsed事件在ThreadPool线程中引发。若Elapsed事件的处理耗时长于Interval，则该事件可能会在另一个ThreadPool线程上再次引发。该情况下，事件处理程序应该是可重入的（reentrant）。

⚠注意：
事件处理方法可能运行在一个线程，同时另一个线程调用Stop方法或将Enabled属性设置为false。这可能导致在定时器停止后引发Elapsed事件。Stop方法的示例代码展示了一种避免这种竞争条件的方法。

后面这部分等学了await再看。

三、总结

总的来说，System.Threading.Timer和System.Timers.Timer表面上主要异同是，
1️⃣前者是直接调用委托，而后者是引发事件。
2️⃣两者都是运行在系统线程池线程上的
3️⃣两者时钟分辨率都等于系统时钟分辨率
4️⃣前者可能较轻量级，后者是服务器级别的（但这点很模糊，我的理解是一般的桌面程序用前者即可，如果程序相对较大，可能用后者好）
5️⃣System.Timers.Timer会捕获并抑制Elapsed事件处理器抛出的所有异常。

如果你想将这两者用于WPF应用，尤其是MVVM的VM中来实现多线程改变绑定的数据，那可能会达不到预期效果，因为在WPF框架的设定下，非UI线程直接或间接访问UI线程是不合法的。如ObservableCollection之类的集合跨线程访问时，大多会报错System.NotSupportedException。

最后根据官方文档描述，一般都是推荐用后者的。