解读 --- System.Windows.Forms.Timer是前台线程吗?

野性酷女 2024-03-23 19:17 3阅读 0赞

### 引言 ###

今天同事问了我一个问题，`System.Windows.Forms.Timer`是前台线程还是后台线程，我当时想的是它是跟着UI线程一起结束的，应该是前台线程吧？

我确实没有仔细研究过他们的异同，所以带着这个疑问探究一下`System.Windows.Forms.Timer`。

### System.Windows.Forms.Timer ###

#### 机制 ####

`System.Windows.Forms.Timer` 是 `Windows Forms` 中的一个定时器控件，它的工作原理基于 `Windows` 消息循环机制。

这个Windows消息循环机制说简单一点就是它有一个**消息队列**，一个`while(true)` **循环结构**，一个**窗口消息处理函数**，消息队列保存了在应用程序或系统中发生的各种事件和消息，如鼠标点击、键盘输入、窗口重绘等。循环结构消息队列中不断取出消息。然后通过窗口消息处理函数分发给相应的窗口过程进行处理。

而 `System.Windows.Forms.Timer` 的事件触发机制如下：

*  Timer 控件利用 Windows 的消息机制来触发 Tick 事件。在定时器启动后，它会在每个 Interval 时间间隔后，将一个 `WM_TIMER` 消息放入应用程序的消息队列。
 *  `WM_TIMER` 是一个定时器消息，它是由 Windows 消息循环派发的。
 *  当应用程序处理消息循环时，当收到`WM_TIMER` 消息，就会触发 Timer 的 Tick 事件。

#### 源码解析 ####

来通过源码看一下它的触发机制（这里节选了部分重要函数），它的源码还是比较简单的，仅有300多行。我们先来看一下 `System.Windows.Forms.Timer` 的调用，一般是这样使用：

using System.Windows.Forms;
    
    // 创建一个 Timer 实例
    Timer timer = new Timer();
    // 设置触发间隔时间（以毫秒为单位）
    timer.Interval = 1000; // 1000 毫秒 = 1 秒
    // 绑定 Tick 事件处理程序
    timer.Tick += Timer_Tick;
    // 启动 Timer
    timer.Start();
    
    // Tick 事件处理程序
    private void Timer_Tick(object sender, EventArgs e)
    {
        // 定时触发的操作
    }

我们就按照上面的步骤来剖析一下源码：

**第一步：创建实例**

这一步并无特别，无参构造默认创建的实例默认 `Interval` 值为100。含参构造创建时会将该实例添加到参数容器中。

![image.png][]

**第二步：注册Tick**

`System.Windows.Forms.Timer` 声明了一个 `onTimer` 委托，注册 `Tick` 是将注册的方法赋值给 `onTimer` 委托。

![image.png][image.png 1]

**第三步：启动Timer**

可以看到Timer的 `Start()` 和 `Stop()`，实际都是给 `Enabled` 赋值，所以我们可以着重看一下 `Enabled` 属性的 Setter 方法。

![image.png][image.png 2]

**第四步：TimerNativeWindow 启动**

可以看到`System.Windows.Forms.Timer` 持有一个 **TimerNativeWindow** 类型的私有变量，是由这个私有变量启动的Timer.

![image.png][image.png 3]

**第五步：TimerNativeWindow 实现**

上一步中，可以看到当 `Enable` 置为 `true` 时，一个 **TimerNativeWindow** 类型的私有变量调用了 `StartTimer(interval)` 方法，那么来看一下这个 `TimerNativeWindow` 的实现。

如下图，可以看到当 `TimerNativeWindow` 调用 `StartTimer()`时，调用了 `SafeNativeMethods.SetTimer` 方法，传入了当前Timer的窗口句柄，还有加1后的 `_timerID` ，以及间隔 `Interval`。

该方法的作用就是向Windows消息循环机制的消息队列中插入一条Timer消息。

![image.png][image.png 4]

上图中，我除了框出了`StartTimer()`方法，还框出了 `WndProc(ref Message m)` 方法。这个方法就很重要了。这个就是上面所说的 Windows 消息循环机制中的**窗口消息处理函数**。

`WndProc(ref Message m)` 方法就是一个用于处理窗口消息的回调函数。当窗口接收到不同类型的消息时（例如鼠标事件、键盘事件、绘图事件等，包括Timer的触发事件），窗口过程会被调用来处理这些消息并作出相应的响应。

大家可能会很好奇该方法中的两个判断条件是什么意思？275 和 16 分别代表什么？

实际上这个是Windows消息标识符的十进制值。实际上他们是在名为 **WinUser.h** 的c++ 头文件中定义的。它随SDK一起安装到电脑上，可以通过Everything 直接找到它。

![image.png][image.png 5]

而我们要找的消息 275 和 16 就是下面这两个

*  WM\_TIMER ：其16进制为0x0113，转化为10进制则为275。
 *  WM\_CLOSE ：其16进制为0x0010，转化为10进制则为16。

![image.png][image.png 6]

这样就可以理解`WndProc(ref Message m)` 方法的作用了，就是获取到 `WM_TIMER` 消息时，触发 `System.Windows.Forms.Timer` 的 `OnTick` 方法。而获取到 `WM_CLOSE` 消息时，则调用 `StopTimer()`,结束定时器。

### 结论 ###

通过上面的机制和源码分析，可以得出结论，`System.Windows.Forms.Timer` 并不是线程，而是依赖于UIx线程，依赖于Windows消息循环机制而实现的定时器。

所以回到开篇的问题，这个问题本身就有问题，`System.Windows.Forms.Timer` 并不是线程。

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