跨越線程調用窗體上控件的方法

用戶不喜歡反應慢的程序。在執行耗時較長的操作時,使用多線程是明智之舉,它可以提高程序 UI 的響應速度,使得一切運行顯得更爲快速。在 Windows 中進行多線程編程曾經是 C++ 開發人員的專屬特權,但是現在,可以使用所有兼容 Microsoft .NET 的語言來編寫。
  不過Windows 窗體體系結構對線程使用制定了嚴格的規則。如果只是編寫單線程應用程序,則沒必要知道這些規則,這是因爲單線程的代碼不可能違反這些規則。然而,一旦採用多線程,就需要理解 Windows 窗體中最重要的一條線程規則:除了極少數的例外情況,否則都不要在它的創建線程以外的線程中使用控件的任何成員。本規則的例外情況有文檔說明,但這樣的情況非常少。這適用於其類派生自 System.Windows.Forms.Control 的任何對象,其中幾乎包括UI 中的所有元素。所有的UI 元素(包括表單本身)都是從 Control 類派生的對象。此外,這條規則的結果是一個被包含的控件(如,包含在一個表單中的按鈕)必須與包含它控件位處於同一個線程中。也就是說,一個窗口中的所有控件屬於同一個 UI 線程。實際中,大部分 Windows 窗體應用程序最終都只有一個線程,所有 UI 活動都發生在這個線程上。這個線程通常稱爲 UI 線程。這意味着您不能調用用戶界面中任意控件上的任何方法,除非在該方法的文檔說明中指出可以調用。該規則的例外情況(總有文檔記錄)非常少而且它們之間關係也不大。請注意,以下代碼是非法的

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線程調用UI控件";
}

如果在 .NET Framework 1.0 版本中嘗試運行這段代碼,也許會僥倖運行成功,或者初看起來是如此。這就是多線程錯誤中的主要問題,即它們並不會立即顯現出來。甚至當出現了一些錯誤時,在第一次演示程序之前一切看起來也都很正常。但不要搞錯——剛纔顯示的這段代碼明顯違反了規則,並且可以預見,任何抱希望於“試運行時良好,應該就沒有問題”的人在即將到來的調試期是會付出沉重代價的。

下面我們來看看有哪些方法可以解決這一問題。
一、System.Windows.Forms.MethodInvoker 類型是一個系統定義的委託,用於調用不帶參數的方法。
 

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線程調用UI控件";
}

二、直接用System.EventHandle(可帶參數)

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線程調用UI控件";
    label1.BeginInvoke(
new System.EventHandler(UpdateUI), pList);
}


//直接用System.EventHandler,沒有必要自定義委託
private void UpdateUI(object o, System.EventArgs e)
{
    
//UI線程設置label1屬性
    label1.Text = o.ToString() + "成功!";
}

三、包裝 Control.Invoke
  雖然第二個方法中的代碼解決了這個問題,但它相當繁瑣。如果輔助線程希望在結束時提供更多的反饋信息,而不是簡單地給出“Finished!”消息,則 BeginInvoke 過於複雜的使用方法會令人生畏。爲了傳達其他消息,例如“正在處理”、“一切順利”等等,需要設法向 UpdateUI 函數傳遞一個參數。可能還需要添加一個進度欄以提高反饋能力。這麼多次調用 BeginInvoke 可能導致輔助線程受該代碼支配。這樣不僅會造成不便,而且考慮到輔助線程與 UI 的協調性,這樣設計也不好。對這些進行分析之後,我們認爲包裝函數可以解決這兩個問題。

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 方法對將調用引向正確線程的工作進行封裝。這意味着輔助線程代碼不再擔心需要過多關注 UI 細節,而只要定期調用 ShowProgress 即可。

  如果我提供一個設計爲可從任何線程調用的公共方法,則完全有可能某人會從 UI 線程調用這個方法。在這種情況下,沒必要調用 BeginInvoke,因爲我已經處於正確的線程中。調用 Invoke 完全是浪費時間和資源,不如直接調用適當的方法。爲了避免這種情況,Control 類將公開一個稱爲 InvokeRequired 的屬性。這是“只限 UI 線程”規則的另一個例外。它可從任何線程讀取,如果調用線程是 UI 線程,則返回假,其他線程則返回真。這意味着我可以按以下方式修改包裝:

public void ShowProgress(string msg, int percentDone)
{
    
if (InvokeRequired)
    
{
        
// As before
        
//...
    }

    
else
    
{
        
// We're already on the UI thread just
        
// call straight through.
        UpdateUI(thisnew MyProgressEvents(msg,PercentDone));
    }

}

參考:http://www.microsoft.com/china/MSDN/library/enterprisedevelopment/softwaredev/misMultithreading.mspx?mfr=true

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