C#如何實現(xiàn)納秒級的計時器功能

在 C#開發(fā)過程中，經(jīng)常需要用到定時器，如果只是為了開啟一個線程，或者異步的做一些事情倒還好，直接使用 Form 或者 Thread 的 Timer 功能即可。

但是如果需求是比較精確的計時功能，這個 Timer 就極不好用了，因為他們是線程上的定時器，會受到系統(tǒng)調度的干擾，精度非常差，CPU 使用率高一點點就會影響計時精度。

常用的 Windows API 方法 GetTickCount() 返回系統(tǒng)啟動后經(jīng)過的毫秒數(shù)。另一方面，GetTickCount() 函數(shù)僅有 1ms 的分辨精度，精度也很不好。

我們要另外尋找一種方法來精確測量時間。

Win32 API 使用 QueryPerformanceCounter() 和 QueryPerformanceFrequency() 方法支持高精度計時。這些方法，比“標準的”毫秒精度的計時方法如 GetTickCount() 之類有高得多的精度。

雖然在 C# 中使用“非托管”的 API 函數(shù)會有一定的開銷，但比起使用一點都不精確的 GetTickCount() API 函數(shù)來說要好得多了。

下面的類實現(xiàn)了 QueryPerformanceCounter() 和 QueryPerformanceFrequency() API 函數(shù)功能的封裝。

using System;using System.Runtime.InteropServices;using System.ComponentModel;using System.Threading;
namespace Win32{    internal class HighTimer    {        [DllImport("Kernel32.dll")]        private static extern bool QueryPerformanceCounter(out long lpPerformanceCount);
        [DllImport("Kernel32.dll")]        private static extern bool QueryPerformanceFrequency(out long lpFrequency);
        private long startTime, stopTime;        private long freq;
        // 構造函數(shù)        public HighTimer()        {            startTime = 0;            stopTime = 0;
            if (QueryPerformanceFrequency(out freq) == false)            {                // 不支持高性能計數(shù)器                throw new Win32Exception();            }        }
        // 開始計時器        public void Start()        {            // 來讓等待線程工作            Thread.Sleep(0);            QueryPerformanceCounter(out startTime);        }
        // 停止計時器        public void Stop()        {            QueryPerformanceCounter(out stopTime);        }
        // 返回計時器經(jīng)過時間(單位：秒)        public double Duration        {            get            {                return (double)(stopTime - startTime) / (double)freq;            }        }    }}

上面封裝類的使用方法：

HighTimer pt = new HighTimer();    // 創(chuàng)建新的 HighTimer 對象pt.Start();                         // 啟動計時器Console.WriteLine("Test/n");        // 需要計時的代碼pt.Stop();                          // 停止計時器Console.WriteLine("Duration: {0} sec/n", pt.Duration); // 打印需要計時部分代碼的用時