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跨线程调用窗体控件

本文转载:http://www.csharpwin.com/csharpspace/11279r6763.shtml

执行耗时较长的操作时,使用多线程是明智之举,它可以提高程序 UI 的响应速度,使得一切运行显得更为快速。在 Windows 中进行多线程编程曾经是 C++ 开发人员的专属特权,但是现在,可以使用所有兼容 Microsoft .NET 的语言来编写。
不过Windows 窗体体系结构对线程使用制定了严格的规则。如果只是编写单线程应用程序,则没必要知道这些规则,这是因为单线程的代码不可能违反这些规则。然而,一旦采用多线程,就需要理解 Windows 窗体中最重要的一条线程规则:除了极少数的例外情况,否则都不要在它的创建线程以外的线程中使用控件的任何成员。本规则的例外情况有文档说明,但这样的情况非常少。这适用于其类派生自 System.Windows.Forms.Control 的任何对象,其中几乎包括 UI 中的所有元素。所有的 UI 元素(包括表单本身)都是从 Control 类派生的对象。此外,这条规则的结果是一个被包含的控件(如,包含在一个表单中的按钮)必须与包含它控件位处于同一个线程中。也就是说,一个窗口中的所有控件属于同一个 UI 线程。实际中,大部分 Windows 窗体应用程序最终都只有一个线程,所有 UI 活动都发生在这个线程上。这个线程通常称为 UI 线程。这意味着您不能调用用户界面中任意控件上的任何方法,除非在该方法的文档说明中指出可以调用。该规则的例外情况(总有文档记录)非常少而且它们之间关系也不大。请注意,以下代码是非法的:
        private Thread myThread;
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            myThread = new Thread(new ThreadStart(RunsOnWorkerThread));
            myThread.Start();
        }
        private void RunsOnWorkerThread()
        {
            label1.Text = "myThread线程调用UI控件";
    }
如果您在 .NET Framework 1.0 版本中尝试运行这段代码,也许会侥幸运行成功,或者初看起来是如此。这就是多线程错误中的主要问题,即它们并不会立即显现出来。甚至当出现了一些错误时,在第一次演示程序之前一切看起来也都很正常。但不要搞错 — 我刚才显示的这段代码明显违反了规则,并且可以预见,任何抱希望于“试运行时良好,应该就没有问题”的人在即将到来的调试期是会付出沉重代价的。
 
下面我们来看看有哪些方法可以解决这一问题。
 
一、System.Windows.Forms.MethodInvoker 类型是一个系统定义的委托,用于调用不带参数的方法。
        private Thread myThread;
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            myThread = new Thread(new ThreadStart(RunsOnWorkerThread));
            myThread.Start();
        }
        private void RunsOnWorkerThread()
        {
            MethodInvoker mi = new MethodInvoker(SetControlsProp);
            BeginInvoke(mi);
        }
        private void SetControlsProp()
        {
            label1.Text = "myThread线程调用UI控件";
        }
二、直接用System.EventHandle(可带参数)
        private Thread myThread;
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            myThread = new Thread(new ThreadStart(RunsOnWorkerThread));
            myThread.Start();
        }
        private void RunsOnWorkerThread()
        {
            //DoSomethingSlow();
            string pList = "myThread线程调用UI控件";
            label1.BeginInvoke(new System.EventHandler(UpdateUI), pList);
        }
        //直接用System.EventHandler,没有必要自定义委托
        private void UpdateUI(object o, System.EventArgs e)
        {
           //UI线程设置label1属性
            label1.Text = o.ToString() + "成功!";
        }
 
三、包装 Control.Invoke
 
虽然第二个方法中的代码解决了这个问题,但它相当繁琐。如果辅助线程希望在结束时提供更多的反馈信息,而不是简单地给出“Finished!”消息,则 BeginInvoke 过于复杂的使用方法会令人生畏。为了传达其他消息,例如“正在处理”、“一切顺利”等等,需要设法向 UpdateUI 函数传递一个参数。可能还需要添加一个进度栏以提高反馈能力。这么多次调用 BeginInvoke 可能导致辅助线程受该代码支配。这样不仅会造成不便,而且考虑到辅助线程与 UI 的协调性,这样设计也不好。对这些进行分析之后,我们认为包装函数可以解决这两个问题。
        private Thread myThread;
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            myThread = new Thread(new ThreadStart(RunsOnWorkerThread));
            myThread.Start();
        }
        private void RunsOnWorkerThread()
        {
            ////DoSomethingSlow();
            for (int i = 0; i < 100; i++)
            {
                ShowProgress( Convert.ToString(i)+"%", i);
                Thread.Sleep(100);
            }
        }
        public void ShowProgress(string msg, int percentDone)
        {
            // Wrap the parameters in some EventArgs-derived custom class:
            System.EventArgs e = new MyProgressEvents(msg, percentDone);
            object[] pList = { this, e };
 
            BeginInvoke(new MyProgressEventsHandler(UpdateUI), pList);
        }
        private delegate void MyProgressEventsHandler(object sender, MyProgressEvents e);
        private void UpdateUI(object sender, MyProgressEvents e)
        {
            lblStatus.Text = e.Msg;
            myProgressControl.Value = e.PercentDone;
        }
    public class MyProgressEvents : EventArgs
    {
        public string Msg;
        public int PercentDone;
        public MyProgressEvents(string msg, int per)
        {
            Msg = msg;
            PercentDone = per;
        }
 }
ShowProgress 方法对将调用引向正确线程的工作进行封装。这意味着辅助线程代码不再担心需要过多关注 UI 细节,而只要定期调用 ShowProgress 即可。
如果我提供一个设计为可从任何线程调用的公共方法,则完全有可能某人会从 UI 线程调用这个方法。在这种情况下,没必要调用 BeginInvoke,因为我已经处于正确的线程中。调用 Invoke 完全是浪费时间和资源,不如直接调用适当的方法。为了避免这种情况,Control 类将公开一个称为 InvokeRequired 的属性。这是“只限 UI 线程”规则的另一个例外。它可从任何线程读取,如果调用线程是 UI 线程,则返回假,其他线程则返回真。这意味着我可以按以下方式修改包装: 
        public void ShowProgress(string msg, int percentDone)
        {
            if (InvokeRequired)
            {
                // As before
                //...
            }
            else
            {
                // We're already on the UI thread just
                // call straight through.
                UpdateUI(this, new MyProgressEvents(msg,PercentDone));
            }
        }
参考:
http://www.microsoft.com/china/MSDN/library/enterprisedevelopment/softwaredev/
misMultithreading.mspx?mfr=true

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