使用timer定時器,防止事件重入
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:
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Timer 元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 事件的週期性間隔。然後可通過處理這個事件來提供常規處理。 例如,假設您有一臺關鍵性伺服器,必須每週 7 天、每天 24 小時都保持執行。 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執行。 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 是為在多執行緒環境中用於輔助執行緒而設計的。 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、對應用程式及訊息沒有特別的要求。
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示例來進行測試,直接上程式碼了:
//Timer不要宣告成區域性變數,否則會被GC回收 private static System.Timers.Timer aTimer; public static void Main() { //例項化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); }
結果
/* 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?這是一個有關多執行緒程式設計的概念:程式中,多個執行緒同時執行時,就可能發生同一個方法被多個程序同時呼叫的情況。當這個方法中存在一些 非執行緒安全的程式碼時,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執行緒計時器,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):
//用來造成執行緒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的回撥方法 /// </summary> /// <param name="sender"></param> /// <param name="args"></param> private static void TimersTimerHandler(object sender, EventArgs args) { int t = ++num; Console.WriteLine(string.Format("執行緒{0}輸出:{1}, 輸出時間:{2}", t, outPut.ToString(),DateTime.Now)); System.Threading.Thread.Sleep(2000); outPut++; Console.WriteLine(string.Format("執行緒{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,首先是執行緒1輸出為1,沒有問題,然後隔了2秒後執行緒1自增1後輸出為2,這就有問題了,中間為什麼還出現了執行緒2 的輸出?更奇怪的是執行緒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,開啟一個執行緒1執行方法,當執行緒1第一次輸出之後,這時執行緒1休眠了2秒,此時timer並沒有閒著,因為設定的計時間 隔為1秒,當線上程1休眠了1秒後,timer又開啟了執行緒2執行方法,執行緒2才不管執行緒1是執行中還是休眠狀態,所以此時執行緒2的輸出也為1,因為執行緒 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,執行緒1過了休眠狀態自增輸出為2,timer同時又開啟一個執行緒3,執行緒3輸出 的為執行緒1自增後的值2,又過了1秒,執行緒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開啟的執行緒處理還沒有完成,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。
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,可能比較佔記憶體吧)。
程式碼跟上面差不多,在觸發的方法中加入lock,這樣當執行緒2進入觸發的方法中,發現已經被鎖,會等待鎖中的程式碼處理完在執行,程式碼如下:
private static object locko = new object(); /// <summary> /// System.Timers.Timer的回撥方法 /// </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("執行緒{0}輸出:{1}, 輸出時間:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now)); System.Threading.Thread.Sleep(2000); outPut++; Console.WriteLine(string.Format("執行緒{0}自增1後輸出:{1},輸出時間:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now)); } }
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場景。程式碼如下:
private static int inTimer = 0; /// <summary> /// System.Timers.Timer的回撥方法 /// </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("執行緒{0}輸出:{1}, 輸出時間:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now)); System.Threading.Thread.Sleep(2000); outPut++; Console.WriteLine(string.Format("執行緒{0}自增1後輸出:{1},輸出時間:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now)); inTimer = 0; } }
3、在多執行緒下給inTimer賦值不夠安全,Interlocked.Exchange提供了一種輕量級的執行緒安全的給物件賦值的方法(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的回撥方法 /// </summary> /// <param name="sender"></param> /// <param name="args"></param> private static void TimersTimerHandler(object sender, EventArgs args) { int t = ++num;
//這個地方說明下,意思是判斷inTimer是否為零,如果為零那麼進入下面邏輯,然後inTimer的值變成1 if (Interlocked.Exchange(ref inTimer, 1) == 0) { Console.WriteLine(string.Format("執行緒{0}輸出:{1}, 輸出時間:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now)); System.Threading.Thread.Sleep(2000); outPut++; Console.WriteLine(string.Format("執行緒{0}自增1後輸出:{1},輸出時間:{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
//把inTimer的值改為0 Interlocked.Exchange(ref inTimer, 0); } }