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C# 定时器实现

news 2025/10/31 20:40:19

在C#中,实现定时器功能有多种方式，下面将介绍最常用的几种定时器实现方法，包括它们的特性、适用场景和示例代码。

实现方法

Timers.Timer

这是最常用的定时器，适用于需要在特定时间间隔触发事件的场景。

优点：

使用方便
基于线程池工作
可以设置AutoReset属性控制是否自动重复

缺点：

精度有限，约为10-20毫秒
如果事件处理时间超过间隔，可能导致事件堆积

适用场景：

后台服务
服务器应用程序
需要定期执行但不要求高精度的任务

using System;
using System.Timers;public class TimerExample
{private static Timer timer;public static void Main(){// 创建定时器，间隔1000毫秒（1秒）timer = new Timer(1000);// 绑定Elapsed事件timer.Elapsed += OnTimedEvent;// 设置定时器自动重置（默认为true）timer.AutoReset = true;// 启用定时器timer.Enabled = true;Console.WriteLine("按任意键退出...");Console.ReadKey();// 停止定时器timer.Stop();timer.Dispose();}private static void OnTimedEvent(object source, ElapsedEventArgs e){Console.WriteLine($"定时事件触发于: {e.SignalTime:HH:mm:ss.fff}");}
}

Threading.Timer

轻量级的线程池定时器，适合需要高性能的场景。

优点：

最轻量级的定时器
直接使用线程池
性能最好
可以动态更改间隔时间

缺点：

只有回调没有事件，使用稍复杂
回调中异常会导致整个应用程序崩溃

适用场景：

高性能后台任务
需要频繁创建/销毁定时器的场景

using System;
using System.Threading;public class ThreadingTimerExample
{private static Timer timer;public static void Main(){// 创建定时器：第一个参数是回调方法，第二个是状态对象，// 第三个是延迟时间（毫秒），第四个是间隔时间（毫秒）timer = new Timer(TimerCallback, null, 0, 1000);Console.WriteLine("按任意键退出...");Console.ReadKey();// 释放定时器资源timer.Dispose();}private static void TimerCallback(object state){Console.WriteLine($"定时回调触发于: {DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}");}
}

Diagnostics.Stopwatch + 异步循环

优点：

可实现最高精度
完全控制执行流程
可适应复杂调度需求

缺点：

实现较复杂
需要手动处理各种边界情况

适用场景：

游戏循环
多媒体处理
需要精确时间控制的场景

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading.Tasks;public class HighPrecisionTimer
{public static async Task Start(int intervalMs, Action action, CancellationToken cancellationToken){var stopwatch = new Stopwatch();stopwatch.Start();long nextTrigger = 0;while (!cancellationToken.IsCancellationRequested){long elapsed = stopwatch.ElapsedMilliseconds;if (elapsed >= nextTrigger){action();nextTrigger = elapsed + intervalMs;}// 减少CPU占用await Task.Delay(1, cancellationToken);}}public static async Task Main(){var cts = new CancellationTokenSource();Console.WriteLine("按任意键停止...");// 启动高精度定时器，每100毫秒执行一次var timerTask = Start(100, () => {Console.WriteLine($"高精度定时器触发: {DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}");}, cts.Token);Console.ReadKey();cts.Cancel();try { await timerTask; } catch (TaskCanceledException) {}}
}

PeriodicTimer

.NET 6引入的新定时器，专为异步场景设计。

优点：

专为异步设计
使用简单直观
与CancellationToken集成良好

缺点：

仅限.NET 6及以上版本
精度中等

适用场景：

现代异步应用程序
需要与其他异步操作集成的定时任务

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;public class PeriodicTimerExample
{public static async Task Main(){using var timer = new PeriodicTimer(TimeSpan.FromSeconds(1));while (await timer.WaitForNextTickAsync()){Console.WriteLine($"PeriodicTimer触发于: {DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}");}}
}

Windows.Forms.Timer

Windows窗体应用程序专用的定时器，事件在UI线程上执行。

优点：

专门用于Windows窗体应用
Tick事件在UI线程执行，可直接操作UI控件
使用简单

缺点：

精度最低(约55ms)
如果Tick处理耗时会导致UI卡顿

适用场景：

Windows窗体应用程序
需要更新UI的定时操作

using System;
using System.Windows.Forms;public class FormsTimerExample : Form
{private Timer timer;public FormsTimerExample(){timer = new Timer();timer.Interval = 1000; // 1秒timer.Tick += Timer_Tick;timer.Start();}private void Timer_Tick(object sender, EventArgs e){Console.WriteLine($"窗体定时器触发于: {DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}");}[STAThread]public static void Main(){Application.Run(new FormsTimerExample());}
}

对比

定时器类型	精度	线程模型	适用场景
System.Timers.Timer	中等（10~20ms）	线程池	服务器应用、后台服务
System.Threading.Timer	中等（10~20ms）	线程池	高性能需求、后台任务
System.Windows.Forms.Timer	低（~55ms）	UI线程	Windows窗体应用
Stopwatch+异步循环	高（1ms）	自定义	游戏、多媒体、高精度需求
PeriodicTimer (.NET 6+)	中等	异步	现代异步应用

选择定时器时应考虑以下因素：

执行环境：
- Windows窗体应用 → System.Windows.Forms.Timer
- WPF应用 → DispatcherTimer
- 控制台/服务 → System.Timers.Timer 或 System.Threading.Timer
- 现代异步应用 → PeriodicTimer
精度需求：
- 普通需求(秒级)：任意定时器
- 中等需求(10-50ms)：System.Timers.Timer 或 System.Threading.Timer
- 高精度需求(1ms)：Stopwatch+异步循环
线程要求：
- 需要更新UI → UI线程定时器(Forms.Timer/DispatcherTimer)
- 后台执行 → 线程池定时器(Timers.Timer/Threading.Timer)
.NET版本：
- .NET 6+ → 优先考虑PeriodicTimer
- 旧版本 → 选择其他适合的定时器
功能需求：
- 需要动态调整间隔 → System.Threading.Timer
- 需要简单事件模型 → System.Timers.Timer
- 需要复杂调度逻辑 → Stopwatch+自定义循环