簡單的無鎖秒錶

Question

根據MSDN，Stopwatch類實例方法對於多線程訪問不安全。這也可以通過檢查個別方法加以確認。

然而，因爲我只需要簡單的「時間流逝」在我的代碼的幾個地方定時器，我想知道，如果它仍然可以使用像做無鎖，：

public class ElapsedTimer : IElapsedTimer 
{ 
    /// Shared (static) stopwatch instance. 
    static readonly Stopwatch _stopwatch = Stopwatch.StartNew(); 

    /// Stopwatch offset captured at last call to Reset 
    long _lastResetTime; 

    /// Each instance is immediately reset when created 
    public ElapsedTimer() 
    { 
     Reset(); 
    } 

    /// Resets this instance. 
    public void Reset() 
    { 
     Interlocked.Exchange(ref _lastResetTime, _stopwatch.ElapsedMilliseconds); 
    } 

    /// Seconds elapsed since last reset. 
    public double SecondsElapsed 
    { 
     get 
     { 
      var resetTime = Interlocked.Read(ref _lastResetTime); 
      return (_stopwatch.ElapsedMilliseconds - resetTime)/1000.0; 
     } 
    } 
} 

由於_stopwatch.ElapsedMilliseconds基本上是一個致電QueryPerformanceCounter，我假設從多線程調用是安全的？與常規Stopwatch的區別在於，此類基本上一直在運行，所以我不需要保留任何其他狀態（「運行」或「停止」），就像Stopwatch一樣。

（更新）

通過@Scott在下面的答案提出的建議之後，我意識到Stopwatch提供一個簡單的靜態GetTimestamp方法，該方法返回原QueryPerformanceCounter蜱。換句話說，代碼可以被修改，以這一點，這是線程安全的：

public class ElapsedTimer : IElapsedTimer 
{ 
    static double Frequency = (double)Stopwatch.Frequency; 

    /// Stopwatch offset for last reset 
    long _lastResetTime; 

    public ElapsedTimer() 
    { 
     Reset(); 
    } 

    /// Resets this instance. 
    public void Reset() 
    { 
     // must keep in mind that GetTimestamp ticks are NOT DateTime ticks 
     // (i.e. they must be divided by Stopwatch.Frequency to get seconds, 
     // and Stopwatch.Frequency is hw dependent) 
     Interlocked.Exchange(ref _lastResetTime, Stopwatch.GetTimestamp()); 
    } 

    /// Seconds elapsed since last reset 
    public double SecondsElapsed 
    { 
     get 
     { 
      var resetTime = Interlocked.Read(ref _lastResetTime); 
      return (Stopwatch.GetTimestamp() - resetTime)/Frequency; 
     } 
    } 
} 

這段代碼的思想，澄清是：

1. 有檢查的一種簡單，快捷的方式如果由於某種操作/事件時間已經過去時，
2. 方法應該如果從多個線程調用時，未損壞狀態
3. 必須是不敏感的OS時鐘變化（用戶改變，NTP同步，時區等）

我會用它與此類似：

private readonly ElapsedTimer _lastCommandReceiveTime = new ElapsedTimer(); 

// can be invoked by multiple threads (usually threadpool) 
void Port_CommandReceived(Cmd command) 
{ 
    _lastCommandReceiveTime.Reset(); 
} 

// also can be run from multiple threads 
void DoStuff() 
{ 
    if (_lastCommandReceiveTime.SecondsElapsed > 10) 
    { 
     // must do something 
    } 
} 

Answer 1

我建議的唯一更改是使用Interlocked.Exchange(ref _lastResetTime, _stopwatch.ElapsedTicks);而不是毫秒，因爲如果您處於高性能模式，可以從QueryPerformanceCounter獲得亞毫秒結果。

Answer 2

我會建議創建Stopwatch的多個實例，並從中讀取僅在同一線程上。

我不知道你的異步代碼是什麼樣子，但在僞代碼，我會做兩種：

Stopwatch watch = Stopwatch.Startnew(); 
DoAsyncWork((err, result) => 
{ 
    Console.WriteLine("Time Elapsed:" + (watch.ElapsedMilliseconds/1000.0)); 
    // process results... 
}); 

或者：

public DoAsyncWork(callback) // called asynchronously 
{ 
    Stopwatch watch = Stopwatch.Startnew(); 
    // do work 
    var time = watch.ElapsedMilliseconds/1000.0; 
    callback(null, new { time: time }); 
} 

第一個例子假定DoAsyncWork工作做的工作在一個不同的線程中，然後在完成時調用回調函數，然後再回到調用者線程。

第二個例子假定調用者正在處理線程，並且該函數完成所有計時本身，並將結果傳遞給調用者。