.NET 6 新特性 PeriodicTimer

Intro

.NET 6 中引入了一个新的 Timer ——
System.Threading.PeriodicTimer，和之前的几个 Timer 相比一个最大的区别就是，新的 PeriodicTimer 的事件处理可以比较方便地使用异步方式，消除了使用 callback 的机制，减少了使用的复杂度。

Sample

来看一个使用示例：

using var cts = new CancellationTokenSource();
Console.CancelKeyPress += (sender, e) =>
{
    e.Cancel = true;
    cts.Cancel();
};

using var timer = new PeriodicTimer(TimeSpan.FromSeconds(3));
try
{
    while (await timer.WaitForNextTickAsync(cts.Token))
    {
        Console.WriteLine($"Timed event triggered({DateTime.Now:HH:mm:ss})");
    }
}
catch (OperationCanceledException)
{
    Console.WriteLine("Operation cancelled");
}

通常 PeriodicTimer 可以结合 CancellationToken 一起使用，和 CancellationToken 一起用的时候需要注意，如果 cancellationToken 被取消的时候会抛出一个
OperationCanceledException 需要考虑自己处理异常

除此之外如果 PeriodicTimer 被 Dispose，这个 timer 就相当于是失效的，并且无法重新恢复，来看下面这个示例：

var timer1 = new PeriodicTimer(TimeSpan.FromSeconds(2));
timer1.Dispose();
if (await timer1.WaitForNextTickAsync())
{
    Console.WriteLine("Timer1 event triggered");
}

上面这样的一段代码，在 WaitForNextTickAsync 之前就已经调用了 Dispose()，此时 WaitForNextTickAsync 方法会始终返回 false ，所以 Console.WriteLine 的逻辑也不会被执行

我们之前会尝试使用 Timer 来做一些后台任务，可以改造成使用新的 PeriodicTimer 来实现，小示例如下：

public abstract class TimerScheduledService : BackgroundService
{
    private readonly PeriodicTimer _timer;
    private readonly TimeSpan _period;
    protected readonly ILogger Logger;

    protected TimerScheduledService(TimeSpan period, ILogger logger)
    {
        Logger = logger;
        _period = period;
        _timer = new PeriodicTimer(_period);
    }

    protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)
    {
        try
        {
            while (await _timer.WaitForNextTickAsync(stoppingToken))
            {
                try
                {
                    Logger.LogInformation("Begin execute service");
                    await ExecuteInternal(stoppingToken);
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    Logger.LogError(ex, "Execute exception");
                }
                finally
                {
                    Logger.LogInformation("Execute finished");
                }
            }
        }
        catch (OperationCanceledException operationCancelledException)
        {
            Logger.LogWarning(operationCancelledException, "service stopped");
        }
    }

    protected abstract Task ExecuteInternal(CancellationToken stoppingToken);

    public override Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        Logger.LogInformation("Service is stopping.");
        _timer.Dispose();
        return base.StopAsync(cancellationToken);
    }
}

实现示例如下：

public class TimedHealthCheckService : TimerScheduledService
{
    public TimedHealthCheckService(ILogger<TimedHealthCheckService> logger) : base(TimeSpan.FromSeconds(5), logger)
    {
    }

    protected override Task ExecuteInternal(CancellationToken stoppingToken)
    {
        Logger.LogInformation("Executing...");
        return Task.CompletedTask;
    }
}

运行输出如下：

More

新的 PeriodicTimer 相比之前的几个 Timer 来说，有下面几个特点

• 没有 callback 来绑定事件
• 不会发生重入，只允许有一个消费者，不允许同一个 PeriodicTimer 在不同的地方同时 WaitForNextTickAsync，不需要自己做排他锁来实现不能重入
• 异步化，之前的几个 timer 的 callback 都是同步的，使用新的 timer 我们可以更好的使用异步方法，避免写 Sync over Async 之类的代码
• Dispose() 之后，该实例就无法再使用，WaitForNextTickAsync 始终返回 false

最后来做一个题目，把第一个示例改造一下，最终代码如下：

using var cts = new CancellationTokenSource();
cts.CancelAfter(TimeSpan.FromSeconds(30));
using var timer = new PeriodicTimer(TimeSpan.FromSeconds(3));
try
{
    while (await timer.WaitForNextTickAsync(cts.Token))
    {
        await Task.Delay(5000);
        Console.WriteLine($"Timed event triggered({DateTime.Now:HH:mm:ss})");
    }
}
catch (OperationCanceledException)
{
    Console.WriteLine("Operation cancelled");
}

猜一下输出结果是什么，Timed event triggered 会输出几次

References

• https://www.ilkayilknur.com/a-new-modern-timer-api-in-dotnet-6-periodictimer
• https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.threading.periodictimer?view=net-6.0
• https://github.com/dotnet/runtime/blob/v6.0.0/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/PeriodicTimer.cs
• https://github.com/dotnet/runtime/issues/31525
• https://github.com/WeihanLi/SamplesInPractice/blob/master/net6sample/PeriodicTimerSample/Program.cs
• https://github.com/OpenReservation/ReservationServer/blob/dev/OpenReservation.Helper/Services/CronScheduleServiceBase.cs#L91