【WPF】在新线程上打开窗口

当WPF应用程序运行时，默认会创建一个UI主线程（因为至少需要一个），并在该UI线程上启动消息循环。直到消息循环结束，应用程序就随即退出。那么，问题就来了，能不能创建新线程，然后在新线程上打开一个新窗口实例？这样可以让不同窗口运行在不同的线程上，一定程度上可以相互“独立”。

其实呢，完全的独立运转似乎不太可能，毕竟嘛，线程是抢占 CPU 时间片的，即各个线程间是交替运行的，现在处理器基本是N核的，可以结合并发一起用（在.net 中，使用 Task 可以自动并发）。不管怎么说吧，对UI的响应能力应该能有所改善的。

有大伙伴一定会说，这TMD Easy了，来直接上一段 Code。

            Task theTask = new Task(() =>
              {
                  SecondWindow wind = new SecondWindow();
                  wind.Show();
              });
            theTask.Start();

然后你满怀信心，春光满面地按下了【F5】键，结果……

是了，不知道大伙伴以前在创建 WinForms 项目时，有没有注意 Main 方法上面的一个 Attribute 的应用。

        [System.STAThreadAttribute()]
         public static void Main(string[] args) {

        }

不仅仅是COM组件，Windows的 UI 调用，也需要 STA 线程单元。可是 Task 类没有公开相关的成员让我们设置，只有 Thread类有一个 SetApartmentState 方法，可以用 ApartmentState 枚举来进行线程单元设置。

其实，你可以直接用 Thread 类，比如这样。

            Thread t = new Thread(() =>
            {
                SecondWindow win = new SecondWindow();
                win.Show();
             });
            t.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
            t.Start();

如果，你还想结合 Task 类一起用，可以封装成一个方法。

        private Task RunNewWindowAsync<TWindow>() where TWindow:System.Windows.Window, new()
        {
            TaskCompletionSource<object> tc = new TaskCompletionSource<object>();
            // 新线程
            Thread t = new Thread(() =>
            {
                TWindow win = new TWindow();
                win.Show();
                // 这句话是必须的，设置Task的运算结果
                // 但由于此处不需要结果，故用null
                tc.SetResult(null);
            });
            t.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
            t.Start();
            // 新线程启动后，将Task实例返回
            // 以便支持 await 操作符
            return tc.Task;
        }

TaskCompletionSource 类可以从其他来源获得代码执行结果，然后生成一个带Result 的Task实例，有了这个Task实例就可以使用异步等待语法了（await操作符）。由于我们这个地方只是Show一个窗口就完事了，不需要产生执行结果，但是，TaskCompletionSource类有一个泛型参数，用以指定执行结果。

这里咱们可以这样，实例化TaskCompletionSource时设定泛型参数类型为object，然后把代码的执行结果设置为 null。要设置执行结果，请调用 SetResult 方法，要得到生成的Task实例，请访问 Task 属性。

故，上面代码可以这样改：

        private Task RunNewWindowAsync<TWindow>() where TWindow:System.Windows.Window, new()
        {
            TaskCompletionSource<object> tc = new TaskCompletionSource<object>();
            // 新线程
            Thread t = new Thread(() =>
            {
                TWindow win = new TWindow();
                win.Show();
                // 这句话是必须的，设置Task的运算结果
                // 但由于此处不需要结果，故用null
                tc.SetResult(null);
            });
            t.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
            t.Start();
            // 新线程启动后，将Task实例返回
            // 以便支持 await 操作符
            return tc.Task;
        }

还要注意，一定要调用Thread实例的 SetApartmentState 方法把线程单元设置为STA，一定要在线程 Start 之前设置，Start 之后就不能改了。最后把生成的Task实例从方法返回。

好了，到了这一步，窗口可以在新线程上打开了，但是，你又会发现一个问题——窗口打开后，闪一下就关闭了。那是因为我们没有在新线程上开启消息循环。大伙伴皆知，WPF 中有一个类专门调度UI线程，对，就是那个家伙：Dispatcher。Dispatcher 类公开了一个静态方法，叫Run，只要在相应的线程上调用该方法，新的消息循环就会开启。

来，咱们改一个代码。

            Thread t = new Thread(() =>
            {
                TWindow win = new TWindow();
                win.Show();
                // Run 方法必须调用，否则窗口一打开就会关闭
                // 因为没有启动消息循环
                System.Windows.Threading.Dispatcher.Run();
                // 这句话是必须的，设置Task的运算结果
                // 但由于此处不需要结果，故用null
                tc.SetResult(null);
            });

在主窗口的代码中，如此调用上面的 RunNewWindowAsync 方法。

            Button b = e.Source as Button;
            b.IsEnabled = false;
            await RunNewWindowAsync<SecondWindow>(); //可异步等待
            b.IsEnabled = true;

在等待之前，我禁用了按钮，只是为了不让同一个窗口打开多个实例而已，等新窗口结束后，按钮就会重新启用。

现在这个示例已基本接近我们的预期。但是，你运行后又会发现新问题——新窗口被关闭后，主窗口上的按钮依然不可用，那是因为新线程上的消息循环仍在继续，咋办呢？很简单，窗口不是有个 Closed 事件吗，我们加一个 handler ，当窗口关闭后马上把线程上的消息循环结束，这样Task就能马上返回。

                TWindow win = new TWindow();
                win.Closed += (d, k) =>
                {
                    // 当窗口关闭后马上结束消息循环
                    System.Windows.Threading.Dispatcher.ExitAllFrames();
                };
                win.Show();

老周在不久前的一篇烂文中介绍过 DispatcherFrame 这个东东，还记得吧，前面咱们说过，向调度队列中插入一个 frame 就会开启一个消息循环，所以，调用 Dispatcher 的 ExitAllFrames 方法，可以马上结束当前线程上的所有 frame，就相当于跳出所有消息循环。这样处理后，当新打开的窗口被关闭后，Task任务马上完成，按钮就可以及时恢复可用。

好了，好了，到这一步，咱们的预期效果就达到了。看看结果吧。

示例代码下载地址。

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说一句题外话，最近老周的博客更新得较慢，特特说明一下，不是老周偷懒，而是因为暑假到了，老周的书法培训班又要开工了。正忙于误人子弟呢，所以博客更新频率会慢一些。