C# 多線程詳解 Part.02（UI 線程和子線程的互動、ProgressBar 的異步調用）

       咱們先來看一段運行時會拋出 InvalidOperationException 異常的代碼段:

private void btnThreadA_Click(object sender, EventArgs e)

{

    Thread thread = new Thread(ChangeTextBox);

    thread.IsBackground = true;

    thread.Start();

}

void ChangeTextBox()

{

    for (int i = 0; i < 10000; i++)

    {

        int num = Int32.Parse(txtNum.Text);

        num++;

        txtNum.Text = num.ToString();

    }

}

 

       微軟在子線程修改 UI 線程的控件值時給出的安全限制方案爲：在 VS2005 或者更高版本中，只要不是在控件的建立線程（通常就是指UI主線程）上訪問控件的屬性就會拋出這個錯誤，解決方法就是利用控件提供的 Invoke 和 BeginInvoke 把調用封送回 UI 線程，也就是讓控件屬性修改在UI線程上執行；或者 禁用此安全限制。

       解決方案一：解除該控件上對錯誤線程調用的檢查（謹慎使用）。

public Form2()

{

    InitializeComponent();

    // 解除 TextBox 對錯誤線程調用的檢查

    // 若是要捕獲了對錯誤線程的調用，則爲 true（默認值）；不然爲 false

    // 對控件權限能夠開放的更大 例如 Control、Form 等

    TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false; 

}

       解決方案二：

void ChangeTextBox(string str)

{

    txtNum.Text = str;

}

// 增長一個委託

delegate void ChangeTextBoxEventHandler(string str);

// 次循環必須在子線程上運行，而後將最新值傳遞到 UI 線程 文本框纔會即時變化

// 若是循環寫在 ChangeTextBox 函數中，那麼循環真實運行權會交由 UI 線程，你只會直接看見結果，看不到過程

void ThreadRun1()

{

    for (int i = 0; i < 10000; i++)

    {

        int num = int.Parse(txtNum.Text);

        num++;

        // 使用 Invoke 方法，將函數運行勸交回給 UI 線程

        this.Invoke(new ChangeTextBoxEventHandler(ChangeTextBox), num.ToString());

    }

}

private void btnThreadB_Click(object sender, EventArgs e)

{

    Thread thread = new Thread(ThreadRun1);

    thread.IsBackground = true;

    thread.Start();

}

       這樣已經可以達到效果，但不是微軟案例推薦的寫法。考慮到 ChangeTextBox 方法除了被子線程調用外，也可能被程序其它部分調用。所以，再次修改代碼以下：

void ChangeTextBox(string str)

{

    // InvokeRequired 值判斷當前修改文本框的請求是否有必要交由 UI 線程來完成

    // 若是爲 Ture，說明次訪問控件的行爲來自子線程，則調用 Invoke 方法將代碼執行權交給 UI 線程

    // 注意，下面實質上是進行了一次方法回調自身的行爲，區別在於再次調用自身時，已是 UI 線程在執行了

    if (this.InvokeRequired)

    {

        this.Invoke(new ChangeTextBoxEventHandler(ChangeTextBox), str);

    }

    else

    {

        txtNum.Text = str;

    }   

}

// 增長一個委託

delegate void ChangeTextBoxEventHandler(string str);

// 次循環必須在子線程上運行，而後將最新值傳遞到 UI 線程 文本框纔會即時變化

// 若是循環寫在 ChangeTextBox 函數中，那麼循環真實運行權會交由 UI 線程，你只會直接看見結果，看不到過程

void ThreadRun1()

{

    for (int i = 0; i < 10000; i++)

    {

        int num = int.Parse(txtNum.Text);

        num++;

        ChangeTextBox(num.ToString());

    }

}

private void btnThreadB_Click(object sender, EventArgs e)

{

    Thread thread = new Thread(ThreadRun1);

    thread.IsBackground = true;

    thread.Start();

}

       與 Invoke 方法相對應的還有 BeginInvoke ()、EndInvoke () 這些異步方法。不管是同步仍是異步，這些方法老是會經過代理從新回到 UI 線程上執行。

       這些方法向 UI 線程的消息隊列中放入一個消息，當 UI 線程處理這個消息時，就會在本身的上下文中執行傳入的方法。換句話說，凡是使用 BeginInvoke 和 Invoke 調用的線程都是在UI主線程中執行的，因此即便這些方法裏涉及到一些靜態變量，也不用考慮加鎖的問題。

 

 

ProgressBar 的異步調用

       在咱們應用程序開發過程當中，常常會遇到一些問題，須要使用多線程技術來加以解決。

       許多種類的應用程序都須要長時間操做，好比：執行一個打印任務，請求一個 Web Service 調用等。用戶在這種狀況下通常會去轉移作其餘事情來等待任務的完成，同時還但願隨時能夠監控任務的執行進度。

       爲何在咱們切換應用程序後，會發生屏幕假死的現象呢?

       這是由於當你切換當前應用程序到後臺再切換回前臺時，系統須要在屏幕上重畫整個用戶界面。可是應用程序正在執行長任務，根本沒有時間處理用戶界面的重畫，問題就會發生。如何解決問題呢？咱們須要將長任務放在後臺運行，把用戶界面線程解放出來，所以咱們須要另一個線程。

      

       如何避免多線程的窗體資源訪問的安全問題呢？其實很是簡單，有兩種方法：

1. 無論線程是不是用戶界面線程，對用戶界面資源的訪問統一由委託完成!
2. 在每一個 Windows Forms 用戶界面類中都有一個 InvokeRequired 屬性，它用來標識當前線程是不是來自UI線程以外的線程。檢查這個屬性的值能夠決定是否須要進行異步調用委託。

 

狀況一：

delegate void ShowProgressDelegate(int totalStep, int currentStep);

delegate void RunTaskDelegate(int seconds);

void ShowProgress(int totalStep, int currentStep)

{

    progressBar1.Maximum = totalStep;

    progressBar1.Value = currentStep;

}

void RunTask(int seconds)

{

    ShowProgressDelegate showProgress = new ShowProgressDelegate(ShowProgress);

    // 每 1/4 秒顯示一次進度

    for (int i = 0; i < seconds * 4; i++)

    {

        Thread.Sleep(250);

        this.Invoke(showProgress, new object[] { seconds * 4, i + 1 });

    }

}

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

{

    RunTaskDelegate runTask = new RunTaskDelegate(RunTask);

    // 委託異步調用方式

    runTask.BeginInvoke(Convert.ToInt32(this.textBox1.Text), null, null);

}

 

狀況二：

delegate void ShowProgressDelegate(int totalStep, int currentStep);

delegate void RunTaskDelegate(int seconds);

void ShowProgress(int totalStep, int currentStep)

{

    if (progressBar1.InvokeRequired)

    {

        ShowProgressDelegate showProgress = new ShowProgressDelegate(ShowProgress);

        this.BeginInvoke(showProgress, new object[] { totalStep, currentStep });

    }

    else

    {

        progressBar1.Maximum = totalStep;

        progressBar1.Value = currentStep;

    }

}

void RunTask(int seconds)

{

    // 每 1/4 秒顯示一次進度

    for (int i = 0; i < seconds * 4; i++)

    {

        Thread.Sleep(250);

        ShowProgress(seconds * 4, i + 1);

    }

}

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

{

    RunTaskDelegate runTask = new RunTaskDelegate(RunTask);

    // 委託異步調用方式

    runTask.BeginInvoke(Convert.ToInt32(this.textBox1.Text), null, null);

}