使用timer定時器，防止事件重入

 

首先簡單介紹一下timer，這里所說的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。官方介紹在這里，摘抄如下：

1 2	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。然后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，可以看這里，里面有詳細的介紹，不再多說了（其實我也不知道還有這么多）。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。

下面就簡單介紹一下，這個Timer是怎么使用的，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);
 }

結果

/*
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

什么叫重入呢？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后輸出：{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，然后隔了2秒后線程1自增1后輸出為2，這就有問題了，中間為什么還出現了線程2 的輸出？更奇怪的是線程2剛開始輸出為1，自增1后盡然變成了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啟動計時后，開啟一個線程1執行方法，當線程1第一次輸出之后，這時線程1休眠了2秒，此時timer並沒有閑着，因為設置的計時間 隔為1秒，當在線程1休眠了1秒后，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。然后又隔了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自增后的值2，又過了1秒，線程2過了休眠狀態，之前的輸出已經是2，所以自增后輸出為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。

那怎么解決這個問題呢？解決方案有三種，下面一一道來，適應不同的場景，不過還是推薦最后一種，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后輸出：{1}，輸出時間：{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
        }
    }

 

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（注意這里是放棄，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后輸出：{1}，輸出時間：{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
        inTimer = 0;
    }
}

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用法參考這里。

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;
//這個地方說明下，意思是判斷inTimer是否為零，如果為零那么進入下面邏輯，然后inTimer的值變成1
    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后輸出：{1}，輸出時間：{2}", t, outPut.ToString(), DateTime.Now));
        //把inTimer的值改為0
        Interlocked.Exchange(ref inTimer, 0); 
    }
}