当计时器线程未按时完成时会发生什么

Question

我正在使用 System.Threading Timers 轮询不同线程上的传感器（由于通信延迟，一次一个很慢）。它还允许用户通过更改计时器周期来更改轮询率。

我无法解决的是如果计时器在下一个周期之前没有完成会发生什么。我写了一个测试程序，但它并没有真正回答任何问题。

如果我有一个函数需要大约 1.7 秒的时间运行并每 10 秒调用一次，它会在下一个开始之前完成，我的 CPU 使用率在 13%（一个核心 100%）和 0% 之间波动。

t = new Timer(doWork, null, 0, 10000);

private void doWork(object o)
{
    for(int i = 0; i < numberItts; i++)
    {
    }
}

如果我随后将计时器周期降低到 1 秒，我希望它要么在前一个线程完成之前不执行线程，要么继续产生新线程，并且随着更多线程在其他线程完成之前启动，CPU 使用率会攀升。实际情况是 CPU 使用率在 13% 和 25% 之间波动。

将周期更改为 500 毫秒，CPU 使用率在 38% 和 50% 之间波动。当然，在这一点上，它们的开始应该比结束要快得多。

这些线程是如何管理的？当轮询速率快于线程可以完成的速率时，什么限制了创建的数量？

Answer 1

与System.Windows.Forms.Timer 不同，System.Threading.Timer 使用线程池，如果您的计时器处理程序的完成时间超过计时器间隔，则不会被阻塞。

因此，如果您的 doWork 需要大约 "~1.7s" 完成并且您的计时器间隔为一秒，您可能会看到多个并发线程进入 doWork。

这些线程是如何管理的？当轮询速率快于线程可以完成的速率时，什么限制了创建的数量？

这一切都由Timer 类和关联的线程池处理。

MSDN 有这样的说法：

定时器执行的回调方法应该是可重入的，因为它是在ThreadPool线程上调用的。如果计时器间隔小于执行回调所需的时间，或者如果所有线程池线程都在使用并且回调多次排队，则可以在两个线程池线程上同时执行回调。 more...

因此，鉴于这段代码，其中计时器间隔为 2 秒，处理程序处理时间为 1 秒，我们可以预期每次都是同一个线程，因为通常重用同一个线程比启动一个新线程更好：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var t = new Timer(doWork, null, 0, 1000);


        Console.WriteLine("Press any key to quit");
        Console.ReadKey();
    }

    private static void doWork(object o)
    {
        Console.WriteLine("Thread: {0}", Environment.CurrentManagedThreadId);

        // simulate lengthy process
        Thread.Sleep(1000);
    }
}

将间隔和处理时间更改为1秒，由于轻微重叠导致随机线程。

将时间间隔更改为 200 毫秒并将处理时间保持为 1 秒会导致工作线程数量比以前增加。原因是线程池已经意识到委托的完成时间比计时器间隔要长，所以它试图跟上：

Answer 2

我认为在 1 秒的计时器周期内会发生以下情况：

• 在 0 秒：线程 1 启动。一个处理器正忙 -> ~13%
• 在 1 秒时：线程 2 已启动。两个处理器忙 -> ~25%
• 在 1.7 秒时：线程 1 完成。只有一个处理器忙 -> ~13%
• 在 2 秒时：线程 3 启动。两个处理器忙 ->~25%
• 在 2.7 秒时：线程 2 完成。只有一个处理器忙 -> ~13%
• ...

即线程的处理速度仍然比创建它们的速度快。即使是 500 毫秒也是如此。

我认为，当您将计时器周期减少到