【C#】定时器设计过程的记录

在Windows 系统上 C# 常用定时器有三种，而最高进度的定时器误差 58ms 则个误差数字无法应用 16ms 级别的定时轮询，但还有另外的高精度定时器，这不是还有其他方法吗，对有的，空转也指的是直接让线程一只空转，设置休眠线程的间隔来达到同样的目的，但这样就无法在休眠的时间内执行其他事情，弊端还很多；
另外的方式，也有框架实现的，误差虽然有很高的降低，但现在的机器要么很贵，要么误差要手动调整，增加了设计难度（本身这个设计就很复杂了，再加入精度与任务并发的平衡，工程有多大，新手几乎都得凉，这还整么有动力继续搞下去，前方好黑，笑容逐渐消失，脚步逐渐停止）；
那么方法还是有的，使用多媒体定时器（winmm.dll），可实现精度 1ms ，看过大部分测试实例，时间间歇在 5ms最为稳定，具体使用方式还需自行百度等查询，毕竟这些资料很多，C#中用的：[DllImport(“winmm.dll”)] 方式。
在 5ms这么高的频率和精度，整么执行更多的任务，这就是设计的重点，另外还会介绍一种非高精度的常规定时器，适用什么时候有任务就什么时候执行，而非高精度定时器那样，不管有没有任务，我就要以这么高的频率同步转发数据。

一、高精度定时器

首先看高精度定时器执行队列设计模型，一个定时器能执行多个子任务，可同时存在多个定时器，这样实现更多的并发处理的数量，许多场景需要的同步频率需要注意，有些频率可能在 25帧，客户端对应的也是 1秒发送25帧数据，同时接收25帧返回的数据；这样就达到了一个压力与效率平衡的效果，有些框架设计会支持更多的频率来接收和发送，这只是消息框架的一种（可以再进行查阅质料），继续以 5ms 频率，可以把定时器执行看作一条由箭头的线条，而每隔 5ms 就执行一个子任务当作线条上平均分布的点，可看下图：

这样看，很明白就看出执行顺序，那么任务的实际频率是 25 帧，这如何实现呢？，继续向下看，既然任务是 25帧，1000ms中 25帧的间隔就是 40ms ，再看一个例子，如果任务是 20帧，那么间隔就是 50ms ，看到这些帧数间隔都是 5 的倍数，我们为其中一个帧数制定一个分组，也就是一个高精度定时器，配置一个轮询的值，这个值指示当前组内的第几个，如果以 25帧为例，那么间隔就是 40ms，在这 40ms间隔中，高精度定时器以每 5ms的速率执行了 8 个子任务，按照这个任务数字，将 8个任务交给一个高精度定时器处理，通过配置的轮询值记作下标，8 个任务在同一个数组（列表）中，通过每次调用 +1 ，并在下标值达到子任务数时，让下标重置为 0的方式，执行下标对应的子任务，这样，高精度定时器执行的代码就明确了，只需要每 5ms频率对下标值 +1 并执行下标对应的任务，高精度定时器的模型设计就完成了。如下图：

上面的模型适用精度高，同步效率高的应用，此模型纯属个人研究使用，如有疏漏还请原谅。

二、自动间隔定时器

下面继续另一种定时器设计，适用有任务才执行，没任务不执行，且不会空转消耗多余的性能，当我们有这样的需求功能：有个系统需要在 2s 执行发送消息任务，这样简单设置设置定时就可以了；等等，问题还没完，这只是一种，如果一个系统又有，更高频率的任务如：1s 或是频率更低的 5s 甚至 10s 的；还没完，后面又扩了一个模块的功能需要 3s 的任务。。。，我天，拿来这么多无厘头，这时候，系统中如果没有好好规划定时器的使用，越来越多的定时器同时运行，必定会又一个问题，在某时某刻多个定时器同时执行回调任务，包括空转调用，系统会经常的卡顿，这时基于可延时框架设计的定时器，偏差时间会越来越大。

这种多时段，多频率混合且精度在 1s内的任务需要执行，我想到用 AutoResetEvent + System.Threading.Timer 组合实现上面的要求，并去掉不必要的空转。
可变任务队列自动间隔任务执行模型，自动计算下一次执行的时间，在指定时间执行指定任务，多个任务自动合并（这个看具体实现了，模型只提供大概逻辑），具体设计：在定时器创建时，检查到任务队列为空，主循环使用AutoResetEvent进入任务等待，而定时器的执行逻辑只有一个作用，那就是发送AutoResetEvent信号，此外别无他用，当第一个定时任务插入队列时，任务队列为空，便设置定时器为任务要需要执行的时间，且任务可设置其他参数控制当前任务是否循环执行，或者执行次数（这需要一个存储任务与任务参数的对象），定时器时间到达时发送AutoResetEvent信号，主循环AutoResetEvent等待信号接收到时，执行任务队列首位的任务，执行完任务后，设置任务队列下一个任务为任务队列的首位，并更具新的首位的定时参数，重置定时器定时时间，当新的任务插入到队列时，更具执行时间排序，若新插入的任务定时时间，小于定时器定时的时间（定时器定时时间-已过去的时间<插入任务的时间）时，就将定时器重置为新插入任务的定时时间，并设置任务队列首位为当前新插如任务，如此循环往复。

定时器轮询模型的两种设计已经讲解完毕，资料方面确实没有准备，只能动手自己查阅了。

如有误导请联系，我会进行修正。
邮箱 hbck_gwx@qq.com

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