C#のTimerクラスを活用した便利な活用方法10選

●C#のTimerクラスとは？
- ○Timerクラスの基本概念
- ○サンプルコード1：基本的なタイマーの設定
●Timerを使った時間管理のテクニック
●高度なTimer活用法
- ○サンプルコード5：イベント駆動プログラミングにおけるTimerの利用
●よくあるエラーとその対処法
●Timerクラスの応用例
まとめ

●C#のTimerクラスとは？

プログラミングで、時間の管理は非常に重要な要素の1つです。

C#には、この時間管理を容易にするためのTimerクラスが用意されています。

Timerクラスを使えば、一定間隔で処理を実行したり、特定の時刻に処理を開始したりすることができます。

○Timerクラスの基本概念

Timerクラスは、System.Timersネームスペースに含まれています。

このクラスを使うことで、指定した間隔で繰り返し処理を実行できます。

たとえば、毎秒データを更新したい場合や、一定時間ごとにログを記録したい場合などに便利です。

Timerクラスの重要なプロパティとしては、Interval（タイマーの間隔をミリ秒単位で指定）、AutoReset（タイマーを繰り返し実行するかどうかを指定）、Enabled（タイマーを有効にするかどうかを指定）などがあります。

また、ElapsedイベントはTimerクラスの中でも特に重要です。

これは、タイマーが切れるたびに発生するイベントで、ここでタイマー処理を実装します。

○サンプルコード1：基本的なタイマーの設定

それでは、実際にTimerクラスを使ってみましょう。

まずは、1秒ごとにコンソールにメッセージを表示する簡単な例を見てみましょう。

using System;
using System.Timers;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Timer timer = new Timer(1000); // 1秒間隔でタイマーを設定
        timer.Elapsed += OnTimerElapsed; // Elapsedイベントにイベントハンドラを設定
        timer.Start(); // タイマーを開始

        Console.ReadLine(); // アプリケーションが終了しないようにする
    }

    private static void OnTimerElapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("タイマーが切れました！");
    }
}

実行結果

タイマーが切れました！
タイマーが切れました！
タイマーが切れました！
...

このコードでは、まずTimerオブジェクトを1秒（1000ミリ秒）のインターバルで作成しています。

そして、ElapsedイベントにOnTimerElapsedメソッドを割り当て、Startメソッドでタイマーを開始しています。

OnTimerElapsedメソッドは、タイマーが切れるたびに呼び出されます。

ここでは単にコンソールにメッセージを表示していますが、実際のアプリケーションではデータの更新やログの記録など、さまざまな処理を行うことができます。

●Timerを使った時間管理のテクニック

Timerクラスを使いこなすことで、さまざまな時間管理のテクニックを実現できます。

ここからは、もう少し実践的なサンプルコードを見ていきましょう。

○サンプルコード2：インターバル設定の例

先ほどの例では、タイマーのインターバルを1秒に固定していましたが、もちろんこれは変更可能です。

次の例では、タイマーのインターバルを5秒に設定しています。

using System;
using System.Timers;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Timer timer = new Timer(5000); // 5秒間隔でタイマーを設定
        timer.Elapsed += OnTimerElapsed;
        timer.Start();

        Console.ReadLine();
    }

    private static void OnTimerElapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
    {
        Console.WriteLine($"タイマーが切れました！現在時刻：{DateTime.Now}");
    }
}

実行結果

タイマーが切れました！現在時刻：2023/06/01 10:30:00
タイマーが切れました！現在時刻：2023/06/01 10:30:05
タイマーが切れました！現在時刻：2023/06/01 10:30:10
...

このように、Timerのコンストラクタに渡す値を変更するだけで、簡単にインターバルを調整できます。

ElapsedイベントのハンドラでDateTime.Nowを使って現在時刻を表示することで、タイマーが正しい間隔で動作していることが確認できますね。

○サンプルコード3：非同期タスクのスケジューリング

Timerクラスは、非同期タスクのスケジューリングにも使えます。

下記の例では、タイマーを使って非同期でデータを取得し、UIを更新する処理を行っています。

using System;
using System.Threading.Tasks;
using System.Timers;

class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        Timer timer = new Timer(3000);
        timer.Elapsed += async (sender, e) => await OnTimerElapsedAsync(sender, e);
        timer.Start();

        Console.ReadLine();
    }

    private static async Task OnTimerElapsedAsync(object sender, ElapsedEventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("データを取得中...");
        string data = await FetchDataAsync();
        Console.WriteLine($"取得したデータ：{data}");
    }

    private static async Task<string> FetchDataAsync()
    {
        // 実際にはここでAPIからデータを取得するなどの処理を行う
        await Task.Delay(1000); // 擬似的に1秒の遅延を発生させる
        return "重要なデータ";
    }
}

実行結果

データを取得中...
取得したデータ：重要なデータ
データを取得中...
取得したデータ：重要なデータ
...

このコードでは、タイマーのElapsedイベントハンドラを非同期メソッド（OnTimerElapsedAsync）に変更しています。

これにより、非同期処理（ここではFetchDataAsyncメソッド）をタイマーと組み合わせて実行できるようになります。

非同期処理の完了を待つために、awaitキーワードを使用しています。

これにより、データ取得が完了するまでタイマーによる次の処理は開始されません。

実際のアプリケーションでは、ここでAPIからデータを取得したり、ファイルからデータを読み込んだりといった処理を行うことができます。

取得したデータはUIの更新などに使用できます。

○サンプルコード4：複数タイマーの管理

アプリケーションによっては、複数のタイマーを管理する必要がある場合もあります。

下記の例では、2つのタイマーを使って異なる間隔で処理を実行しています。

using System;
using System.Timers;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Timer timer1 = new Timer(1000);
        timer1.Elapsed += OnTimer1Elapsed;
        timer1.Start();

        Timer timer2 = new Timer(3000);
        timer2.Elapsed += OnTimer2Elapsed;
        timer2.Start();

        Console.ReadLine();
    }

    private static void OnTimer1Elapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("タイマー1が切れました！");
    }

    private static void OnTimer2Elapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("タイマー2が切れました！");
    }
}

実行結果

タイマー1が切れました！
タイマー1が切れました！
タイマー2が切れました！
タイマー1が切れました！
タイマー1が切れました！
タイマー2が切れました！
...

このコードでは、2つのTimerオブジェクト（timer1とtimer2）を作成し、それぞれ異なるインターバル（1秒と3秒）で設定しています。

また、それぞれのタイマーに異なるイベントハンドラ（OnTimer1ElapsedとOnTimer2Elapsed）を割り当てています。

実行結果を見ると、タイマー1は1秒ごとに、タイマー2は3秒ごとに処理が実行されていることがわかります。

このように、複数のタイマーを使い分けることで、より複雑な時間管理を実現できます。

●高度なTimer活用法

ここまでの例では、Timerクラスの基本的な使い方を見てきました。

しかし、Timerクラスはもっと高度な使い方もできます。

ここからは、そのような活用法について見ていきましょう。

○サンプルコード5：イベント駆動プログラミングにおけるTimerの利用

Timerクラスは、イベント駆動プログラミングとも相性が良いです。

次の例では、ボタンのクリックイベントとタイマーを組み合わせて、一定時間が経過したらメッセージを表示するようにしています。

using System;
using System.Timers;

class Program
{
    static Timer timer;

    static void Main(string[] args)
    {
        timer = new Timer(5000);
        timer.Elapsed += OnTimerElapsed;

        Console.WriteLine("ボタンを押してください。5秒後にメッセージが表示されます。");
        Console.ReadLine();
        timer.Start();

        Console.ReadLine();
    }

    private static void OnTimerElapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("5秒が経過しました！");
        timer.Stop();
    }
}

実行結果

ボタンを押してください。5秒後にメッセージが表示されます。
（Enterキーを押す）
5秒が経過しました！

このコードでは、まずタイマーを5秒のインターバルで作成していますが、すぐには開始せずに待機状態にしています。

そして、ユーザーにボタン（ここではEnterキー）を押すように促します。

ボタンが押されると、timer.Start()によってタイマーが開始されます。

5秒後、Elapsedイベントが発生し、OnTimerElapsedメソッドが呼び出されます。

ここでメッセージを表示し、timer.Stop()でタイマーを停止しています。

●よくあるエラーとその対処法

C#のTimerクラスを使ったコーディングをしていると、時々厄介なエラーに遭遇することがありますよね。

そんなときは、どのように対処すれば良いのでしょうか。

ここでは、Timerを使う上でよく発生するエラーとその解決策について、具体的に見ていきたいと思います。

○タイマーが発火しない場合の対処法

まずは、タイマーが期待通りに動作しないという問題から考えてみましょう。

Timerオブジェクトを正しく初期化し、Startメソッドを呼び出したにもかかわらず、指定した間隔でタイマーが発火しないことがあります。

そのような場合、次の点をチェックしてみてください。

タイマーのインターバルが適切な値に設定されているか確認する。
タイマーを起動するスレッドが、タイマーイベントを受け取れる状態にあるか確認する。
タイマーオブジェクトが、ガベージコレクションによって解放されていないか確認する。

これらの点を確認し、必要に応じてコードを修正することで、たいていの場合はタイマーが正常に動作するようになるはずです。

○タイマー処理中の例外処理

次に、タイマーのコールバックメソッド内で例外が発生した場合の対処法について見てみましょう。

タイマー処理中に未処理の例外が発生すると、アプリケーション全体が不安定になったり、最悪の場合はクラッシュしてしまったりする可能性があります。

そのため、タイマーのコールバック内では、適切な例外処理を行うことが重要です。

private void OnTimerElapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
{
    try
    {
        // タイマー処理を実行
        DoSomething();
    }
    catch (Exception ex)
    {
        // 例外をログに記録するなどの処理を行う
        LogError(ex);
    }
}

上記のように、try～catchブロックを使って例外をキャッチし、適切にハンドリングすることで、タイマー処理中の予期せぬエラーによる影響を最小限に抑えることができます。

○マルチスレッド環境でのタイマー利用

最後に、マルチスレッド環境でTimerを使う際の注意点について触れておきましょう。

Timerは、デフォルトでは別のスレッドからコールバックメソッドを呼び出します。

そのため、複数のスレッドから同じリソースにアクセスする場合は、適切な同期処理を行わないと、データの不整合や予期せぬ動作を引き起こす可能性があります。

private readonly object _lockObject = new object();

private void OnTimerElapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
{
    lock (_lockObject)
    {
        // 排他制御が必要なリソースにアクセス
        AccessSharedResource();
    }
}

上記のコードでは、lockステートメントを使ってクリティカルセクションを保護し、複数のスレッドから同時にアクセスされないようにしています。

このように、マルチスレッド環境でのタイマー利用には十分な注意が必要ですが、適切な同期処理を行うことで、安全かつ効率的にTimerを活用することができるでしょう。

●Timerクラスの応用例

ここまでは、Timerクラスの基本的な使い方やエラー対策について見てきました。

それでは実際に、Timerを応用してアプリケーションの利便性を高める例を、いくつかのサンプルコードとともに紹介していきたいと思います。

○サンプルコード7：UI更新の自動化

まずは、タイマーを使ってUIを定期的に更新する方法から見ていきましょう。

たとえば、リアルタイムデータを表示するダッシュボードのようなアプリケーションでは、一定間隔でデータを取得し、画面を更新する必要があります。

そんなときは、Timerを使って自動的にUI更新処理を行うことができます。

private Timer _uiUpdateTimer;

public void StartUiUpdate()
{
    _uiUpdateTimer = new Timer(1000); // 1秒間隔でタイマーを設定
    _uiUpdateTimer.Elapsed += OnUiUpdateTimerElapsed;
    _uiUpdateTimer.Start();
}

private void OnUiUpdateTimerElapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
{
    // UIスレッドで更新処理を実行
    Application.Current.Dispatcher.Invoke(() =>
    {
        UpdateDashboard();
    });
}

private void UpdateDashboard()
{
    // ダッシュボードの表示を更新する処理を実装
    // ...
}

このコードでは、StartUiUpdateメソッドを呼び出すことで、1秒間隔でタイマーが起動します。

タイマーのコールバックメソッド内では、Dispatcher.Invokeを使ってUIスレッドでUpdateDashboardメソッドを呼び出し、ダッシュボードの表示を更新しています。

実行結果

// タイマー開始
StartUiUpdate();

// 1秒後
// ダッシュボードが更新される

// 2秒後
// ダッシュボードが更新される

// 3秒後
// ダッシュボードが更新される

// ...

このように、Timerを使ってUI更新を自動化することで、ユーザーに常に最新の情報を提供し、アプリケーションの利便性を高めることができます。

○サンプルコード8：データベース定期更新処理

次は、Timerを使ってデータベースの定期更新を行う例を見てみましょう。

アプリケーションのデータをデータベースに定期的に保存したり、外部システムからデータを取得して同期したりする場合に、Timerが役立ちます。

private Timer _dbUpdateTimer;

public void StartDatabaseUpdate()
{
    _dbUpdateTimer = new Timer(60000); // 60秒間隔でタイマーを設定
    _dbUpdateTimer.Elapsed += OnDbUpdateTimerElapsed;
    _dbUpdateTimer.Start();
}

private void OnDbUpdateTimerElapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
{
    using (var db = new AppDbContext())
    {
        // データベースの更新処理を実行
        UpdateDatabase(db);
    }
}

private void UpdateDatabase(AppDbContext db)
{
    // データベースへの保存や外部システムとの同期処理を実装
    // ...
}

このサンプルでは、60秒（1分）間隔でデータベース更新処理を行うタイマーを設定しています。

OnDbUpdateTimerElapsedメソッドの中で、AppDbContextを使ってデータベースコンテキストを作成し、UpdateDatabaseメソッドを呼び出してデータベースの更新を行います。

実行結果

// タイマー開始
StartDatabaseUpdate();

// 60秒後
// データベースが更新される

// 120秒後
// データベースが更新される

// 180秒後
// データベースが更新される

// ...

このように、Timerを使ってデータベースの定期更新を自動化することで、アプリケーションのデータを常に最新の状態に保つことができます。

また、外部システムとのデータ同期にもTimerを活用することで、システム間の連携をスムーズに行うことができるでしょう。

○サンプルコード9：バックグラウンドでのリソース監視

最後に、Timerを使ってバックグラウンドでリソースを監視する例を紹介します。

たとえば、アプリケーションのメモリ使用量やCPU使用率を定期的にチェックし、一定の閾値を超えた場合に警告を出すような処理を、Timerを使って実装することができます。

private Timer _monitoringTimer;

public void StartResourceMonitoring()
{
    _monitoringTimer = new Timer(5000); // 5秒間隔でタイマーを設定
    _monitoringTimer.Elapsed += OnMonitoringTimerElapsed;
    _monitoringTimer.Start();
}

private void OnMonitoringTimerElapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
{
    // リソース使用状況を取得
    var memoryUsage = GetMemoryUsage();
    var cpuUsage = GetCpuUsage();

    // 閾値を超えていればアラートを表示
    if (memoryUsage > 80 || cpuUsage > 90)
    {
        ShowResourceAlert(memoryUsage, cpuUsage);
    }
}

private int GetMemoryUsage()
{
    // メモリ使用量を取得する処理を実装
    // ...
}

private int GetCpuUsage()
{
    // CPU使用率を取得する処理を実装
    // ...
}

private void ShowResourceAlert(int memoryUsage, int cpuUsage)
{
    // リソース使用状況のアラートを表示する処理を実装
    // ...
}

このコードでは、5秒間隔でリソース監視用のタイマーを起動しています。

タイマーのコールバックメソッドでは、GetMemoryUsageとGetCpuUsageを呼び出してメモリ使用量とCPU使用率を取得し、それぞれの値が閾値を超えていればShowResourceAlertメソッドでアラートを表示します。

実行結果

// タイマー開始
StartResourceMonitoring();

// 5秒後
// メモリ使用量: 50%, CPU使用率: 60%

// 10秒後
// メモリ使用量: 70%, CPU使用率: 80%

// 15秒後
// メモリ使用量: 90%, CPU使用率: 95%
// リソース使用状況のアラートが表示される

// ...

このように、Timerを使ってバックグラウンドでリソースを監視することで、アプリケーションの安定性を高め、パフォーマンスの問題を早期に発見することができます。

○サンプルコード10：高度なスケジューリング

最後に、Timerを使った高度なスケジューリングの例を見てみましょう。

ここでは、特定の日時に処理を実行したり、複雑なスケジュールに基づいてタスクを実行したりする方法を紹介します。

private Timer _scheduleTimer;

public void StartScheduledTask()
{
    // 次の実行時刻を計算
    var nextRunTime = CalculateNextRunTime();

    // 次の実行時刻までの時間を計算
    var delay = nextRunTime - DateTime.Now;

    // 一回限りのタイマーを設定
    _scheduleTimer = new Timer(delay.TotalMilliseconds);
    _scheduleTimer.Elapsed += OnScheduleTimerElapsed;
    _scheduleTimer.Start();
}

private void OnScheduleTimerElapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
{
    // スケジュールされたタスクを実行
    ExecuteScheduledTask();

    // 次の実行時刻を計算し、タイマーを再設定
    StartScheduledTask();
}

private DateTime CalculateNextRunTime()
{
    // 次の実行時刻を計算するロジックを実装
    // 例: 毎日午前9時に実行する
    return DateTime.Today.AddDays(1).AddHours(9);
}

private void ExecuteScheduledTask()
{
    // スケジュールされたタスクの処理を実装
    // ...
}

このサンプルでは、CalculateNextRunTimeメソッドで次の実行時刻を計算し、その時刻までの時間をdelay変数に格納しています。

そして、その時間を指定してタイマーを設定し、一回限りの実行を行います。

タイマーのコールバックメソッドOnScheduleTimerElapsedでは、ExecuteScheduledTaskメソッドを呼び出してスケジュールされたタスクを実行した後、再度StartScheduledTaskメソッドを呼び出して次の実行時刻を計算し、タイマーを再設定しています。

実行結果

// スケジュールされたタスクを開始
StartScheduledTask();

// 次の日の午前9時に実行される
// ExecuteScheduledTask()が呼び出される

// さらに次の日の午前9時に実行される
// ExecuteScheduledTask()が呼び出される

// ...

このように、Timerを使って高度なスケジューリングを実装することで、アプリケーションの自動化や定期的なメンテナンスを行うことができます。