C# 多线程详解 Part.02（UI 线程和子线程的互动、ProgressBar 的异步调用）

       我们先来看一段运行时会抛出 InvalidOperationException 异常的代码段:

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();

    }

}

 

       微软在子线程修改 UI 线程的控件值时给出的安全限制方案为：在 VS2005 或者更高版本中，只要不是在控件的创建线程（一般就是指UI主线程）上访问控件的属性就会抛出这个错误，解决方法就是利用控件提供的 Invoke 和 BeginInvoke 把调用封送回 UI 线程，也就是让控件属性修改在UI线程上执行；或者 禁用此安全限制。

       解决方案一：解除该控件上对错误线程调用的检查（谨慎使用）。

public Form2()

{

    InitializeComponent();

    // 解除 TextBox 对错误线程调用的检查

    // 如果要捕获了对错误线程的调用，则为 true（默认值）；否则为 false

    // 对控件权限可以开放的更大 例如 Control、Form 等

    TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false; 

}

       解决方案二：

void ChangeTextBox(string str)

{

    txtNum.Text = str;

}

// 增加一个委托

delegate void ChangeTextBoxEventHandler(string str);

// 次循环必须在子线程上运行，然后将最新值传递到 UI 线程 文本框才会即时变化

// 如果循环写在 ChangeTextBox 函数中，那么循环真实运行权会交由 UI 线程，你只会直接看见结果，看不到过程

void ThreadRun1()

{

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

    {

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

        num++;

        // 使用 Invoke 方法，将函数运行劝交回给 UI 线程

        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();

}

       这样已经能够达到效果，但不是微软案例推荐的写法。考虑到 ChangeTextBox 方法除了被子线程调用外，也可能被程序其它部分调用。因此，再次修改代码如下：

void ChangeTextBox(string str)

{

    // InvokeRequired 值判断当前修改文本框的请求是否有必要交由 UI 线程来完成

    // 如果为 Ture，说明次访问控件的行为来自子线程，则调用 Invoke 方法将代码执行权交给 UI 线程

    // 注意，下面实质上是进行了一次方法回调自身的行为，区别在于再次调用自身时，已经是 UI 线程在执行了

    if (this.InvokeRequired)

    {

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

    }

    else

    {

        txtNum.Text = str;

    }   

}

// 增加一个委托

delegate void ChangeTextBoxEventHandler(string str);

// 次循环必须在子线程上运行，然后将最新值传递到 UI 线程 文本框才会即时变化

// 如果循环写在 ChangeTextBox 函数中，那么循环真实运行权会交由 UI 线程，你只会直接看见结果，看不到过程

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();

}

       与 Invoke 方法相对应的还有 BeginInvoke ()、EndInvoke () 这些异步方法。无论是同步还是异步，这些方法总是会通过代理重新回到 UI 线程上执行。

       这些方法向 UI 线程的消息队列中放入一个消息，当 UI 线程处理这个消息时，就会在自己的上下文中执行传入的方法。换句话说，凡是使用 BeginInvoke 和 Invoke 调用的线程都是在UI主线程中执行的，所以即使这些方法里涉及到一些静态变量，也不用考虑加锁的问题。

 

 

ProgressBar 的异步调用

       在我们应用程序开发过程中，经常会遇到一些问题，需要使用多线程技术来加以解决。

       许多种类的应用程序都需要长时间操作，比如：执行一个打印任务，请求一个 Web Service 调用等。用户在这种情况下一般会去转移做其他事情来等待任务的完成，同时还希望随时可以监控任务的执行进度。

       为什么在我们切换应用程序后，会发生屏幕假死的现象呢?

       这是因为当你切换当前应用程序到后台再切换回前台时，系统需要在屏幕上重画整个用户界面。但是应用程序正在执行长任务，根本没有时间处理用户界面的重画，问题就会发生。如何解决问题呢？我们需要将长任务放在后台运行，把用户界面线程解放出来，因此我们需要另外一个线程。

      

       如何避免多线程的窗体资源访问的安全问题呢？其实非常简单，有两种方法：

1. 不管线程是否是用户界面线程，对用户界面资源的访问统一由委托完成!
2. 在每个 Windows Forms 用户界面类中都有一个 InvokeRequired 属性，它用来标识当前线程是否是来自UI线程之外的线程。检查这个属性的值可以决定是否需要进行异步调用委托。

 

情况一：

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 秒显示一次进度

    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);

    // 委托异步调用方式

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

}

 

情况二：

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 秒显示一次进度

    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);

    // 委托异步调用方式

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

}