聊透多线程编程-线程池-7.C# 三个Timer类
目次1. System.Threading.Timer
2. System.Timers.Timer
3. System.Windows.Forms.Timer
总结对比
System.Timers.Timer 更新 UI的示例
方法1：利用 SynchronizationContext 更新 UI
方法2：利用 利用 Control.Invoke 更新 UI
今天要说的这三个Timer类分别是System.Threading.Timer 、System.Timers.Timer和System.Windows.Forms.Timer，其中前两个都是在线程池线程上运行的，而System.Windows.Forms.Timer则是运行在UI线程的，之以是将第三个与前两个放在一起比力，是因为他们比力像，平时如果不留意的话，轻易搞混淆。
1. System.Threading.Timer
System.Threading.Timer 是 .NET 中提供的一个轻量级、高性能的计时器，实用于必要正确控订定时任务的场景。它通过回调函数的方式工作，没有事件模型。
特点：
[*]底层实现：最轻量级的计时器，直接基于线程池运行。
[*]回调机制：通过回调函数执行任务，没有事件模型。
[*]机动性：支持动态调整定时器的举动（如延迟启动、重复触发等）。
[*]线程模型：在 线程池线程 上运行，得当后台任务。
[*]非常处理：必要手动捕捉和处理非常，否则可能导致程序崩溃。
实用场景：
[*]高性能、低级别的计时需求。
[*]必要完全控制计时器举动的场景。
[*]不必要与 UI 或特定线程交互的任务。
示例代码：
using System;
using System.Threading;
class Program
{
static void Main()
{
Timer timer = new Timer(TimerCallback, null, 0, 1000); // 第一次立即触发，之后每秒触发一次
Console.WriteLine("按 Enter 键退出...");
Console.ReadLine();
}
private static void TimerCallback(object state)
{
Console.WriteLine("Callback: " + DateTime.Now);
}
} 缺点：
[*]无事件模型：不支持事件驱动开辟，利用起来不敷直观。
[*]非常风险：如果回调函数中抛出未捕捉的非常，可能会导致程序崩溃。
[*]UI 线程限定：不能直接更新 UI，需额外处理线程同步标题。
留意事项：
[*]在回调函数中避免长时间壅闭操纵，以免影响线程池性能。
[*]如果必要与 UI 线程交互，应利用 SynchronizationContext 或其他线程同步机制。
[*]利用完成后必要调用 Dispose() 方法释放资源。
2. System.Timers.Timer
System.Timers.Timer 是基于 System.Threading.Timer 构建的一个更高条理的计时器，提供了事件驱动模型，得当必要定期执行后台任务的应用程序。
特点：
[*]高层封装：基于 System.Threading.Timer 实现，提供了更高级别的抽象。
[*]事件驱动：利用 Elapsed 事件处理定时任务。
[*]易用性：支持属性（如 Interval、AutoReset），可以动态调整计时器举动。
[*]线程模型：默认在 线程池线程 上运行，但可以通过 SynchronizingObject 属性绑定到特定线程（如 UI 线程）。
[*]非常处理：Elapsed 事件中的非常会被自动捕捉并记录，不会导致程序崩溃。
实用场景：
[*]必要定期执行后台任务的应用程序。
[*]对线程安全性和易用性要求较高的场景。
[*]必要跨线程通信或与 UI 线程交互的任务。
示例代码：
using System;
using System.Timers;
class Program
{
static void Main()
{
Timer timer = new Timer(1000); // 每秒触发一次
timer.Elapsed += OnTimedEvent; // 绑定事件处理程序
timer.AutoReset = true; // 是否重复触发
timer.Enabled = true; // 启动计时器
Console.WriteLine("按 Enter 键退出...");
Console.ReadLine();
}
private static void OnTimedEvent(object sender, ElapsedEventArgs e)
{
Console.WriteLine($"Elapsed at {e.SignalTime}");
}
} 缺点：
[*]精度略低：由于其高层封装，可能存在一定的延迟。
[*]依赖线程池：仍基于线程池运行，可能在高负载情况下受到影响。
[*]资源管理：如果不正确释放资源，可能会导致内存泄漏。
留意事项：
[*]如果必要与 UI 线程交互，记得设置 SynchronizingObject 属性。
[*]利用完成后必要调用 Dispose() 方法释放资源。
[*]在 Elapsed 事件处理程序中避免长时间壅闭操纵。
3. System.Windows.Forms.Timer
System.Windows.Forms.Timer 是专门为 Windows 窗体应用程序计划的计时器，它在 UI 线程上运行，得当用于更新 UI 控件。
特点：
[*]UI 线程运行：在 UI 线程上运行，可以直接更新 UI 控件。
[*]简单易用：提供 Tick 事件，易于利用。
[*]无多线程支持：不得当后台任务或多线程情况。
[*]低精度：由于运行在 UI 线程上，受 UI 响应速度的影响，精度较低。
实用场景：
[*]Windows 窗体应用程序中必要定期更新 UI 的场景。
[*]对计时精度要求不高的任务。
[*]不必要后台线程支持的简单定时任务。
示例代码：
using System;
using System.Windows.Forms;
using static System.Net.Mime.MediaTypeNames;
class Program : Form
{
static void Main()
{
Application.Run(new Program());
}
public Program()
{
Timer timer = new Timer();
timer.Interval = 1000; // 设置间隔时间（毫秒）
timer.Tick += Timer_Tick; // 绑定事件处理程序
timer.Start();
}
private void Timer_Tick(object sender, EventArgs e)
{
Console.WriteLine("Tick: " + DateTime.Now);
}
} 缺点：
[*]低精度：受 UI 线程响应速度的影响，不得当高精度计时。
[*]单线程限定：只能在 UI 线程上运行，无法用于后台任务。
[*]性能瓶颈：如果 UI 线程被壅闭，计时器也会停止工作。
留意事项：
[*]不要在 Tick 事件中执行耗时操纵，以免壅闭 UI 线程。
[*]仅实用于 Windows 窗体应用程序，不实用于其他类型的应用程序（如控制台应用或 ASP.NET 应用）。
[*]如果必要更高的计时精度或后台任务支持，请选择其他计时器。
总结对比
计时器类型
运行线程
易用性
精度
实用场景
System.Threading.Timer
线程池线程
较低
高
高性能、低级别计时需求
System.Timers.Timer
线程池线程
较高
中
定期执行后台任务
System.Windows.Forms.Timer
UI 线程
非常高
低
更新 Windows 窗体 UI
System.Timers.Timer 更新 UI的示例
方法1：利用 SynchronizationContext 更新 UI
using System;
using System.Reflection.Emit;
using System.Timers;
using System.Windows.Forms;
using static System.Net.Mime.MediaTypeNames;
class Program : Form
{
private Label label;
private Timer timer;
private SynchronizationContext uiContext;
static void Main()
{
Application.Run(new Program());
}
public Program()
{
// 初始化 UI
label = new Label
{
Text = "等待计时器更新...",
AutoSize = true,
Location = new System.Drawing.Point(10, 10)
};
this.Controls.Add(label);
// 保存 UI 线程的上下文
uiContext = SynchronizationContext.Current;
// 初始化计时器
timer = new Timer(1000); // 每秒触发一次
timer.Elapsed += OnTimedEvent;
timer.AutoReset = true;
timer.Enabled = true;
}
private void OnTimedEvent(object sender, ElapsedEventArgs e)
{
// 使用 SynchronizationContext 切换到 UI 线程
uiContext.Post(_ =>
{
label.Text = $"更新时间: {DateTime.Now}";
}, null);
}
} 方法2：利用 利用 Control.Invoke 更新 UI
using System;
using System.Reflection.Emit;
using System.Timers;
using System.Windows.Forms;
using static System.Net.Mime.MediaTypeNames;
class Program : Form
{
private Label label;
private Timer timer;
static void Main()
{
Application.Run(new Program());
}
public Program()
{
// 初始化 UI
label = new Label
{
Text = "等待计时器更新...",
AutoSize = true,
Location = new System.Drawing.Point(10, 10)
};
this.Controls.Add(label);
// 初始化计时器
timer = new Timer(1000); // 每秒触发一次
timer.Elapsed += OnTimedEvent;
timer.AutoReset = true;
timer.Enabled = true;
}
private void OnTimedEvent(object sender, ElapsedEventArgs e)
{
// 使用 Control.Invoke 切换到 UI 线程
if (label.InvokeRequired)
{
label.Invoke(new Action(() =>
{
label.Text = $"更新时间: {DateTime.Now}";
}));
}
else
{
label.Text = $"更新时间: {DateTime.Now}";
}
}
} 关键点剖析
线程标题：
System.Timers.Timer 的 Elapsed 事件运行在 线程池线程 上。
直接从非 UI 线程更新 UI 会导致非常，因此必要切换到 UI 线程。
解决方案：
SynchronizationContext：用于捕捉和存储当火线程（通常是 UI 线程）的上下文，并通过 Post 或 Send 方法将操纵切换回该线程。
Control.Invoke：检查控件是否必要调用 Invoke，如果是，则通过 Invoke 将操纵委托给 UI 线程执行。
性能考虑：
如果更新频率较高，发起减少不必要的线程切换操纵，以避免性能开销。
资源管理：
在窗体关闭时，记得停止并释放 System.Timers.Timer，以避免潜在的内存泄漏或非常。
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