System.Threading.Timer vs System.Threading.Thread.Sleep resolution – .NET Timer不使用系统时钟分辨率

问题：尽管OS时钟分辨率更精确，为什么System.Threading.Timer保持15ms的分辨率？ 在没有繁忙的CPU等待的情况下，实现1ms定时事件解析的可行方法是什么？

再次强调： 在我的情况下，系统计时器的分辨率为1ms （与建议重复的问题相反）。 所以这不是系统计时器分辨率的问题。 因此，在所谓的重复问题中没有有用的信息。

背景：似乎.NET System.Threading.Timer 没有使用系统时钟分辨率 – 它保持了~15ms的分辨率。 尽管OS时钟（例如Sleep分辨率）更加精确。

在我的盒子上（当几乎空闲并且有4个核心可用时）：

 >Clockres.exe ClockRes v2.0 - View the system clock resolution Copyright (C) 2009 Mark Russinovich SysInternals - www.sysinternals.com Maximum timer interval: 15.625 ms Minimum timer interval: 0.500 ms Current timer interval: 1.001 ms 

输出我的快速测试：

 Sleep test: Average time delta: 2[ms] (from 993 cases) System.Threading.Timer test: Average time delta: 15[ms] (from 985 cases) 

测试代码是：

 private static void TestSleepVsTimer(long millisecondsDifference, int repetions) { TimingEventsKeeper timingEventsKeeper = new TimingEventsKeeper(); timingEventsKeeper.Reset((int) millisecondsDifference, repetions); while (!timingEventsKeeper.TestDoneEvent.IsSet) { timingEventsKeeper.CountNextEvent(null); Thread.Sleep((int) millisecondsDifference); } Console.WriteLine("Sleep test: "); timingEventsKeeper.Output(); timingEventsKeeper.Reset((int) millisecondsDifference, repetions); Timer t = new Timer(timingEventsKeeper.CountNextEvent, null, TimeSpan.FromMilliseconds(1), TimeSpan.FromMilliseconds(1)); timingEventsKeeper.TestDoneEvent.Wait(); Console.WriteLine("System.Threading.Timer test: "); timingEventsKeeper.Output(); } private class TimingEventsKeeper { long _ticksSum = 0; long _casesCount = 0; long _minTicksDiff; long _maxTicksDiff; long _lastTicksCount; int _repetitons; public CountdownEvent TestDoneEvent = new CountdownEvent(0); public void Reset(int millisecondsDifference, int repetitions) { _ticksSum = 0; _casesCount = 0; _minTicksDiff = millisecondsDifference * 10000; _maxTicksDiff = millisecondsDifference * 10000; _lastTicksCount = DateTime.UtcNow.Ticks; _repetitons = repetitions; TestDoneEvent.Reset(repetitions); } public void CountNextEvent(object unused) { long currTicksCount = DateTime.UtcNow.Ticks; long diff = currTicksCount - _lastTicksCount; _lastTicksCount = currTicksCount; TestDoneEvent.Signal(); if (diff >= _maxTicksDiff) { _maxTicksDiff = diff; return; } if (diff  0) Console.WriteLine("Average time delta: {0}[ms] (from {1} cases)", _ticksSum / _casesCount / 10000, _casesCount); else Console.WriteLine("No measured cases to calculate average"); } } public static class WinApi { /// 
TimeBeginPeriod(). See the Windows API documentation for details.
 [System.Diagnostics.CodeAnalysis.SuppressMessage("Microsoft.Interoperability", "CA1401:PInvokesShouldNotBeVisible"), System.Diagnostics.CodeAnalysis.SuppressMessage("Microsoft.Security", "CA2118:ReviewSuppressUnmanagedCodeSecurityUsage"), SuppressUnmanagedCodeSecurity] [DllImport("winmm.dll", EntryPoint = "timeBeginPeriod", SetLastError = true)] public static extern uint TimeBeginPeriod(uint uMilliseconds); /// 
TimeEndPeriod(). See the Windows API documentation for details.
 [System.Diagnostics.CodeAnalysis.SuppressMessage("Microsoft.Interoperability", "CA1401:PInvokesShouldNotBeVisible"), System.Diagnostics.CodeAnalysis.SuppressMessage("Microsoft.Security", "CA2118:ReviewSuppressUnmanagedCodeSecurityUsage"), SuppressUnmanagedCodeSecurity] [DllImport("winmm.dll", EntryPoint = "timeEndPeriod", SetLastError = true)] public static extern uint TimeEndPeriod(uint uMilliseconds); } private static void Main(string[] args) { WinApi.TimeBeginPeriod(1); TestSleepVsTimer(1, 1000); WinApi.TimeEndPeriod(1); } 

EDIT1：

环境：在.NET 2.0,3.0,3.5（没有CountDownEvent）和4.5在Windows 8（Build 9200），Server 2012（Build 9200），Server 2008（Build 6001 SP1）下的构建和发布版本上进行测试，在Sleep之间存在显着差异和Timer 。

为什么这不重复：正如我发布的那样 – 操作系统定时器分辨率设置为1ms（并且Sleep也没有表现出这种行为）。 因此，这不是OS定时器分辨率（中断频率）的错误 – 这是System.Threading.Timer特有的。

EDIT2 🙁添加了TimeBeginPeriod和TimeEndPeriod调用代码 – 强制OS定时器分辨率更改）

Answer 1

尽管OS时钟分辨率更精确，为什么System.Threading.Timer保持15ms的分辨率？

显然是由于实施。 System.Threading.Timer（以及Task.Delay）使用.NET运行时计时器队列，不考虑系统计时器分辨率。 此外，我运行测试（.net 4.x）windows（7,10;服务器2012年，2016年）并发现，WaitHandle.WaitOne（）和Monitor.Wait（）也不尊重系统计时器分辨率（这是答案）以上使用WaitHandle）。 那么，只有Thread.Sleep尊重它吗？ （是的，我没有测试Semaphore和Mutex）。

在没有繁忙的CPU等待的情况下，实现1ms定时事件解析的可行方法是什么？

Jim Mischel指出的一种方式。 但是，它有一些缺点，如：
在Windows线程池线程上执行回调。
时间间隔是相对于当前时间的。
时间间隔是整数 ms，因此理论上最大精度为1 ms。
通过许多报告， 只有使用timeBeginPeriod（1）调用， 1.5-2 ms的精度几乎是你可以实现的最大值。

另一种方法是： NtSetTimerResolution和Waitable Timer Objects 。 您可以获得0.5毫秒的分辨率（取决于硬件和Windows版本）。
对于c＃示例（它不是您的计时器类的示例，而是在c＃中使用此函数的示例），您可以查看本文 。

Answer 2

使用从WaitHandle派生的其中一个同步类，例如AutoResetEvent或ManualResetEvent，在调用WaitOne（）方法时设置timeout参数。

通过循环调用WaitOne，您可以实现计时器。

您可以发出等待句柄派生类的信号以断开或中断计时器。

注意，要更改分辨率，最好使用实现IDisposable的帮助程序类：

 internal sealed class TimePeriod : IDisposable { private const string WINMM = "winmm.dll"; private static TIMECAPS timeCapabilities; private static int inTimePeriod; private readonly int period; private int disposed; [DllImport(WINMM, ExactSpelling = true)] private static extern int timeGetDevCaps(ref TIMECAPS ptc, int cbtc); [DllImport(WINMM, ExactSpelling = true)] private static extern int timeBeginPeriod(int uPeriod); [DllImport(WINMM, ExactSpelling = true)] private static extern int timeEndPeriod(int uPeriod); static TimePeriod() { int result = timeGetDevCaps(ref timeCapabilities, Marshal.SizeOf(typeof(TIMECAPS))); if (result != 0) { throw new InvalidOperationException("The request to get time capabilities was not completed because an unexpected error with code " + result + " occured."); } } internal TimePeriod(int period) { if (Interlocked.Increment(ref inTimePeriod) != 1) { Interlocked.Decrement(ref inTimePeriod); throw new NotSupportedException("The process is already within a time period. Nested time periods are not supported."); } if (period < timeCapabilities.wPeriodMin || period > timeCapabilities.wPeriodMax) { throw new ArgumentOutOfRangeException("period", "The request to begin a time period was not completed because the resolution specified is out of range."); } int result = timeBeginPeriod(period); if (result != 0) { throw new InvalidOperationException("The request to begin a time period was not completed because an unexpected error with code " + result + " occured."); } this.period = period; } internal static int MinimumPeriod { get { return timeCapabilities.wPeriodMin; } } internal static int MaximumPeriod { get { return timeCapabilities.wPeriodMax; } } internal int Period { get { if (this.disposed > 0) { throw new ObjectDisposedException("The time period instance has been disposed."); } return this.period; } } public void Dispose() { if (Interlocked.Increment(ref this.disposed) == 1) { timeEndPeriod(this.period); Interlocked.Decrement(ref inTimePeriod); } else { Interlocked.Decrement(ref this.disposed); } } [StructLayout(LayoutKind.Sequential)] private struct TIMECAPS { internal int wPeriodMin; internal int wPeriodMax; } } 

然后你可以使用：

 using (new TimePeriod(1)) { ////... } 

缺口