C# 创建高精度定时器的示例

2023-07-05 01:24:03 307

背景

我们知道在.NETFramework中存在四种常用的定时器，他们分别是：

1 两个是通用的多线程定时器：

System.Threading.Timer
System.Timers.Timer

2 两个是专用的单线程定时器

System.Windows.Forms.Timer （WindowsForms的定时器）
System.Windows.Threading.DispatcherTimer （WPF的定时器）

通常他们的精度只能维持在10-20ms之间，这个和操作系统相关，所以我们在很多场景下面这个是不能够达到我们精度的要求的，如果要实现这一需求我们该怎么办，当然也有很多办法，今天主要介绍一种Stopwatch来实现的方式，网上有很多采用Win32Dll的API这个当然是可以的，这篇文章的重点不是去讨论这个，关于使用Win32API的方式可以参考这里。

实现

usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Diagnostics;
usingSystem.Linq;
usingSystem.Runtime.InteropServices;
usingSystem.Text;
 
namespacePangea.Common.Utility
{
    ///
    ///.NetStopwatch对高精度定时器作了很好的包装
    ///DeviceTimer内部采用Stopwatch类实现高精度定时操作
    ///
    publicsealedclassDeviceTimer
    {
#ifUSE_CPU_COUNTING
        //引入高性能计数器API，通过对CPU计数完成计时
        [DllImport("Kernel32.dll")]
        privatestaticexternboolQueryPerformanceCounter(outlonglpPerformanceCount);
 
        //获取当前CPU的工作频率
        [DllImport("Kernel32.dll")]
        privatestaticexternboolQueryPerformanceFrequency(outlonglpFrequency);
#else
        ///
        ///获取TickCount64计数
        ///
        ///
        //[DllImport("kernel32.dll")]
        //publicstaticexternlongGetTickCount64();
#endif
        privateenumDeviceTimerState
        {
            TM_ST_IDLE=0,
            TM_ST_BUSY=1,
            TM_ST_TIMEOUT=2,
        }
 
        ///
        ///Stopwatchobject
        ///
        Stopwatch_stopWatch=newStopwatch();
 
        ///
        ///定时器内部状态
        ///
        DeviceTimerState_state;
 
        ///
        ///定时器开始计时时刻的相对时间点
        ///
        long_startTime;
 
        ///
        ///定时器超时时刻的相对时间点
        ///
        long_timeOut;
 
#ifUSE_CPU_COUNTING
 
        ///
        ///CPU运行的时钟频率
        ///
        double_freq;
#endif
 
        ///
        ///定时时间（单位：ms）
        ///
        double_duration;
 
        ///
        ///classconstructure
        ///
        publicDeviceTimer()
        {
#ifUSE_CPU_COUNTING
            longfreq;
            if(QueryPerformanceFrequency(outfreq)==false)
                thrownewException("本计算机不支持高性能计数器");
            //得到每1ms的CPU计时TickCount数目
            _freq=(double)freq/1000.0;
            QueryPerformanceCounter(out_startTime);
#else
            _stopWatch.Start();
            _startTime=0;
#endif
            SetState(DeviceTimerState.TM_ST_IDLE);
            _timeOut=_startTime;
            _duration=0;
        }
 
        ///
        ///内部调用：设置定时器当前状态
        ///
        ///
        privatevoidSetState(DeviceTimerStatestate)
        {
            _state=state;
        }
 
        ///
        ///内部调用：返回定时器当前状态
        ///
        ///
        privateDeviceTimerStateGetState()
        {
            return_state;
        }
 
        ///
        ///定时器开始计时到现在已流逝的时间（单位：毫秒）
        ///
        ///
        publicdoubleGetElapseTime()
        {
            longcurCount;
#ifUSE_CPU_COUNTING
            QueryPerformanceCounter(outcurCount);
            return(double)(curCount-_startTime)/(double)_freq;
#else
            curCount=_stopWatch.ElapsedMilliseconds;
            returncurCount-_startTime;
#endif
        }
 
        ///
        ///获取定时总时间
        ///
        ///
        publicdoubleGetTotalTime()
        {
            return_duration;
        }
 
        ///
        ///停止计时器计时
        ///
        publicvoidStop()
        {
            SetState(DeviceTimerState.TM_ST_IDLE);
#ifUSE_CPU_COUNTING
            QueryPerformanceCounter(out_startTime);
#else
            _startTime=_stopWatch.ElapsedMilliseconds;
#endif
            _timeOut=_startTime;
            _duration=0;
        }
 
        ///
        ///启动定时器
        ///
        ///定时时间（单位：毫秒）
        publicvoidStart(doubledelay_ms)
        {
#ifUSE_CPU_COUNTING
            QueryPerformanceCounter(out_startTime);
            _timeOut=Convert.ToInt64(_startTime+delay_ms*_freq);
#else
            _startTime=_stopWatch.ElapsedMilliseconds;
            _timeOut=Convert.ToInt64(_startTime+delay_ms);
#endif
            SetState(DeviceTimerState.TM_ST_BUSY);
            _duration=delay_ms;
        }
 
        ///
        ///重新开始定时器
        ///开始的计时时间以上一次Start的时间为准
        ///
        ///定时时间（单位：毫秒）
        publicvoidRestart(doubledelay_ms)
        {
#ifUSE_CPU_COUNTING
            _timeOut=Convert.ToInt64(_startTime+delay_ms*_freq);
#else
            _timeOut=Convert.ToInt64(_startTime+delay_ms);
#endif
            SetState(DeviceTimerState.TM_ST_BUSY);
            _duration=delay_ms;
        }
 
        ///
        ///返回定时器是否超时
        ///
        ///
        publicboolIsTimeout()
        {
            if(_state==DeviceTimerState.TM_ST_IDLE)
            {
                //System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Warning:Misuageofthedevicetimer.Youmuststartitfirstbeforeyoucanuseit.");
                //System.Diagnostics.Debug.Assert(false,"Warning:Misuageofthedevicetimer.Youmuststartitfirstbeforeyoucanuseit.");
            }
            longcurCount;
#ifUSE_CPU_COUNTING
            QueryPerformanceCounter(outcurCount);
#else
            curCount=_stopWatch.ElapsedMilliseconds;
#endif
            if(_state==DeviceTimerState.TM_ST_BUSY&&(curCount>=_timeOut))
            {
                SetState(DeviceTimerState.TM_ST_TIMEOUT);
                returntrue;
            }
            elseif(_state==DeviceTimerState.TM_ST_TIMEOUT)
            {
                returntrue;
            }
            returnfalse;
        }
 
        ///
        ///定时器是否在工作中
        ///
        ///
        publicboolIsIdle()
        {
            return(_state==DeviceTimerState.TM_ST_IDLE);
        }
    }
}

这个里面我们在DeviceTimer中定义了一个私有的_stopWatch对象并且在构造函数中就启动了这个Stopwatch,所以我们在使用的时候是通过先创建一个DeveiceTimer的对象然后我们再调用内部的Start方法，当然在调用这个方法的时候我们需要传入一个定时时间，然后不断检测IsTimeout方法看是否到达定时时间，从而达到类似于定时时间到的效果，另外GetElapseTime()方法能够获取从调用Start方法开始到现在的时间，另外我们还在其中定义了几个枚举值用来表示当前DeviceTimer的状态用于做一些状态的校验，具体数值如下。

privateenumDeviceTimerState
{
    TM_ST_IDLE=0,
    TM_ST_BUSY=1,
    TM_ST_TIMEOUT=2,
}

这里还有最后一个问题就是循环调用的问题，这个其实也是非常简单就在一个While循环中不断进行调用，当然下面的代码可以有很多内容供我们去发挥的，这个可以根据自己的需要进行修改。

usingSystem;
usingSystem.Threading.Tasks;
 
namespaceDeviceTimerConsoleApp
{
    classProgram
    {
        privatestaticboolflag=true;
        staticvoidMain(string[]args)
        {
            Task.Factory.StartNew(()=>
            {
                vardeviceTimer=newDeviceTimer();
                deviceTimer.Start(5);
 
                while(flag)
                {
                    if(deviceTimer.IsTimeout())
                    {
                        Console.WriteLine($"定时时间已到，距离开始执行已过去：{deviceTimer.GetElapseTime()}ms");
 
                        deviceTimer.Start(5);
                    }
                }
            });
            Console.ReadKey();
        }
    }
     
}

我们来看看定时器的效果

以上就是C#创建高精度定时器的示例的详细内容，更多关于C#创建高精度定时器的资料请关注毛票票其它相关文章！

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C# 创建高精度定时器的示例

背景

1 两个是通用的多线程定时器：

2 两个是专用的单线程定时器

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