多媒体定时器

一、简介

在工业生产控制系统中，有许多需要定时完成的操作，如数据采集程序。Win32提供了一个基于消息机制的定时器，使用SetTimer函数创建一个内存对象，设定间隔时间，当到达要求的间隔时，计时器对象发送一个WM_TIMER消息，由相应函数处理。但是由于WM_TIMER优先级低，只有等待消息队列中的其他消息都处理完毕后系统才会响应该消息。而且消息队列中的多个WM_TIMER会被合并，因此Win32定时器的精度低，不能满足工业实时控制系统的要求。

本文将介绍一种精度较高的多媒体定时器，该定时器并不依赖于消息机制，可以实现1ms的定时精度。由于多媒体定时器另外开辟一个独立线程执行定时器回调函数，因此当回调函数耗时较多时并不会导致UI的“假死”，相对而言，Win32定时器隶属于主线程，一旦定时器回调函数耗时较多，就会导致UI的“假死”。

多媒体定时器相关API如下：

MMRESULT timeGetDevCaps(

LPTIMECAPS ptc,

UINT cbtc

);

函数功能：获取定时器设备能力

参数：ptc指向一个TIMECAPS型的结构，TIMECAPS有两个成员，wPeriodMin和WperiodMax，表示定时器设备支持的最小时间周期和最大时间周期；cbtc表示TIMECAPS结构的大小

MMRESULT timeBeginPeriod(

UINT uPeriod

);

函数功能：设置定时器设备的最小时间分辨率

参数：最小时间分辨率，以毫秒为单位

MMRESULT timeEndPeriod(

UINT uPeriod

);

函数功能：清除之前对定时器设备的设置

参数：timeBeginPeriod中指定的最小分辨率

注：timeBeginPeriod和timeEndPeriod必须配对存在，并且指定的参数值也相同。

MMRESULT timeSetEvent(

UINT uDelay,

UINT uResolution,

LPTIMECALLBACK lpTimeProc,

DWORD_PTR dwUser,

UINT fuEvent

);

函数功能：创建并初始化定时器事件，给定定时器回调函数的入口地址

参数：

uDelay：定时器触发的时间间隔，以毫秒为单位

uResolution：定时器设备的时间精度，以毫秒为单位，应大于或等于timeBeginPeriod中设置的值，默认为1ms，精度越高，系统在定时器上的负载就越大，通常选择适合于应用程序的最大值

LpTimeProc：定时器触发的事件的回调函数的地址

dwUser：传递给回调函数的数据

fuEvent：定时类型，TIME_ONESHOT表示uDelay毫秒后只产生一次事件，TIME_PERIODIC表示每隔uDelay毫秒周期性的产生事件

MMRESULT timeKillEvent(

UINT uTimerID

);

函数功能：删除一个指定的定时器事件

参数：指向要删除的定时器事件的ID

void CALLBACK TimeProc(UINT uID,UINT uMsg,DWORD dwUsers,DWORD dw1,DWORD dw2);

函数功能：回调函数

参数：uID，多媒体定时器的ID，ID值由timeSetEvent创建定时器事件时返回

uMsg，保留，当前未使用

dwUser，由timeSetEvent传递的用户数据

dw1，dw2保留未使用

二、实现

本程序将多媒体定时器封装成一个类MMTimer，下面是核心代码：

#pragma once
#include <mmsystem.h>
#pragma comment(lib,"winmm.lib")
typedef void (*TIMERCALLBACK)(DWORD);    //函数的指针
class MMTimer
{
public:
    MMTimer();
    ~MMTimer();
    bool Start(UINT Delay,UINT Resolution,TIMERCALLBACK lpTimeProc,DWORD fParam);
    void Stop();
private:
    bool m_RunningFlag;
    UINT m_ID;
    UINT m_Delay;
    TIMERCALLBACK m_pfCallback;
    DWORD m_Fparam;
    static void CALLBACK TimeProc(UINT uID, UINT uMsg, DWORD dwUser, DWORD dw1, DWORD dw2);
};

View Code

#include "stdafx.h"
#include "MMTimer.h"
MMTimer::MMTimer()
{
    m_pfCallback=NULL;
    m_Fparam=0;
    m_RunningFlag=false;
    m_Delay=0;
    m_ID=0;
}

MMTimer::~MMTimer()
{
    if (m_RunningFlag)
    {
        Stop();
    }
}
void MMTimer::TimeProc(UINT uID, UINT uMsg, DWORD dwUser, DWORD dw1, DWORD dw2)
{
    MMTimer *ptimer=(MMTimer*)dwUser;
    (ptimer->m_pfCallback)(ptimer->m_Fparam);
}

bool MMTimer::Start(unsigned int Delay,unsigned int Resolution,TIMERCALLBACK lpTimeProc,DWORD fParam)
{
    bool Result = true;
    if (!m_RunningFlag)
    {
        m_pfCallback=lpTimeProc;
        m_Fparam=fParam;
        if ((m_ID=timeSetEvent(Delay,Resolution,TimeProc,(DWORD)(this), TIME_PERIODIC))!=NULL)
        {
            m_RunningFlag=true;

        }
        else
        {
            Result=false;
        }
    }
     return Result;
}

void MMTimer::Stop()
{
    if (m_RunningFlag)
    {
        timeKillEvent(m_ID);
        m_RunningFlag=false;
    }
}

View Code

为了对比多媒体定时器与Win32定时器的精度，我们实现了一个测试软件，即定时器指定一个时间间隔（单位：ms），再测试出真实的时间间隔（采用高精度计时函数QueryPerformanceFrequency和QueryPerformanceCounter），下面是测试结果,可以发现win32定时器设定1ms间隔，但实际时间间隔为15.6ms,而多媒体定时器设定1ms，真实的时间间隔就是1ms 。

三、相关问题

(1)如何在回调函数中调用类内成员

void CALLBACK TimeProc(UINT uID,UINT uMsg,DWORD dwUsers,DWORD dw1,DWORD dw2);

可以将TimeProc声明为全局函数，但通常会将其放入类中，如本程序就将其放入MMTimer类中。此时需要将其声明为static类型（因为非静态成员函数的指针与静态成员函数的指针是不同的，主要是由于非静态成员函数的参数中隐含一个this指针，导致函数指针的类型不匹配）。

然而将TimeProc声明为static，它只能访问类中的静态成员（变量与函数），这里的解决方法是利用参数dwUsers，该参数对应timeSetEvent中的dwUser,我们将自定义类MMTime的this指针作为参数传进TimeProc函数中：

timeSetEvent(Delay,Resolution,TimeProc,(DWORD)(this), TIME_PERIODIC)

然后在TimeProc中使用该this指针就可以调用类中的任意成员。

（2）多媒体定时器属于多线程的验证如下：

在VS中加断点调试，并选择调试->窗口->线程，可以发现当开启一个定时器后，会出现一个工作线程

更正-----2017.1.15

多媒体定时器回调函数应更正为：

typedef void (CALLBACKTIMECALLBACK)(UINT uTimerID, UINT uMsg, DWORD_PTR dwUser, DWORD_PTR dw1,DWORD_PTR dw2);

timeSetEvent调用时也相应做更改：

DWORD_PTR是DWORD型指针，其字节数与sizeof(void*)相同，我们都知道，sizeof(void*)大小是平台相关的。在VS中将解决方案平台设为Win32，sizeof(void*)=4,设为X64，则sizeof(void*)=8.

故之前用DOWRD类型传递指针是存在极大风险的，在X64下指针为8字节但DWORD只有4字节，这样就可能出现如下运行错误:

同样的Win32定时器回调函数第三个参数也应该为UINT_PTR才能在x64下编译通过。

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参考：

[1]http://www.cnblogs.com/liuhao2638/archive/2013/06/13/3134109.html

[2] http://www.codeproject.com/Articles/1236/Timers-Tutorial