WPF基础:Dispatcher介绍
Disaptcher作用
不管是WinForm应用程序还是WPF应用程序,实际上都是一个进程,一个进程可以包含多个线程,其中有一个是主线程,其余的是子线程。在WPF或WinForm应用程序中,主线程负责接收输入、处理事件、绘制屏幕等工作,为了使主线程及时响应,防止假死,在开发过程中对一些耗时的操作、消耗资源比较多的操作,都会去创建一个或多个子线程去完成操作,比如大数据量的循环操作、后台下载。这样一来,由于UI界面是主线程创建的,所以子线程不能直接更新由主线程维护的UI界面。
Dispatcher的作用是用于管理线程工作项队列,类似于Win32中的消息队列,Dispatcher的内部函数,仍然调用了传统的创建窗口类,创建窗口,建立消息泵等操作。Dispatcher本身是一个单例模式,构造函数私有,暴露了一个静态的CurrentDispatcher方法用于获得当前线程的Dispatcher。对于线程来说,它对Dispatcher是一无所知的,Dispatcher内部维护了一个静态的 List<Dispatcher> _dispatchers, 每当使用CurrentDispatcher方法时,它会在这个_dispatchers中遍历,如果没有找到,则创建一个新的Dispatcher对 象,加入到_dispatchers中去。Dispatcher内部维护了一个Thread的属性,创建Dispatcher时会把当前线程赋值给这个 Thread的属性,下次遍历查找的时候就使用这个字段来匹配是否在_dispatchers中已经保存了当前线程的Dispatcher。
Disptcher得继承关系与说明
System.Object 类:大家都知道在.Net中所有类型的基类,DispatcherObject 就继承于它,所以它是WPF的基类。
System.Windows.Threading.DispatcherObject 类:从图中看WPF 中的使用到的大部分控件与其他类大多是继承 DispatcherObject 类,它提供了用于处理并发和线程的基本构造。
System.Windows.DependencyObject类:对WPF中的依赖项属性承载支持与 附加属性承载支持,表示参与 依赖项属性 系统的对象。
System.Windows.Media.Visual类:为 WPF 中的呈现提供支持,其中包括命中测试、坐标转换和边界框计算等。
System.Windows.UIElement 类:UIElement 是 WPF 核心级实现的基类,该类是 Windows Presentation Foundation (WPF) 中具有可视外观并可以处理基本输入的大多数对象的基类。
System.Windows.FrameworkElement类:为 Windows Presentation Foundation (WPF) 元素提供 WPF 框架级属性集、事件集和方法集。此类表示附带的 WPF 框架级实现,它是基于由UIElement定义的 WPF 核心级 API 构建的。
System.Windows.Controls.Control 类:表示 用户界面 (UI) 元素的基类,这些元素使用 ControlTemplate 来定义其外观。
System.Windows.Controls.ContentControl类:表示没有任何类型的内容表示单个控件。
WPF的绝大部分的控件,还包括窗口本身都是继承自ContentControl的。
Dispathcer得使用
在 WPF 中绝大部分控件都继承自 DispatcherObject,甚至包括 Application。这些继承自 DispatcherObject 的对象具有线程关联特征,也就意味着只有创建这些对象实例,且包含了 Dispatcher 的线程(通常指默认 UI 线程)才能直接对其进行更新操作。
DispatcherObject 类有两个主要职责:提供对对象所关联的当前 Dispatcher 的访问权限,以及提供方法以检查 (CheckAccess) 和验证 (VerifyAccess) 某个线程是否有权访问对象(派生于 DispatcherObject)。CheckAccess 与 VerifyAccess 的区别在于 CheckAccess 返回一个布尔值,表示当前线程是否可以使用对象,而 VerifyAccess 则在线程无权访问对象的情况下引发异常。通过提供这些基本的功能,所有 WPF 对象都支持对是否可在特定线程(特别是 UI 线程)上使用它们加以确定。
在 WPF 中,DispatcherObject 只能通过与它关联的 Dispatcher 进行访问。 例如,后台线程不能更新由 UI 线程创建的 Label的内容。
那么如何更新UI线程创建的对象信息呢?Dispatcher提供了两个方法,Invoke和BeginInvoke,这两个方法还有多个不同参数的重载。其中Invoke内部还是调用了BeginInvoke,一个典型的BeginInvoke参数如下:
public DispatcherOperation BeginInvoke(Delegate method, DispatcherPriority priority, params object[] args);
Invoke 是同步操作,而 BeginInvoke 是异步操作。 该这两个操作将按指定的 DispatcherPriority 添加到 Dispatcher 的队列中。 DispatcherPriority定义了很多优先级,可以分为前台优先级和后台优先级,其中前台包括 Loaded~Send,后台包括Background~Input。剩下的几个优先级除了Invalid和Inactive都属于空闲优先级。这个前台优先级和后台优先级的分界线是以Input来区分的,这里的Input指的是键盘输入和鼠标移动、点击等等。
优先级 |
说明 |
Invalid |
这是一个无效的优先级。 |
Inactive |
工作项目已排队但未处理。 |
SystemIdle |
仅当系统空闲时才将工作项目调度到 UI 线程。这是实际得到处理的项目的最低优先级。 |
ApplicationIdle |
仅当应用程序本身空闲时才将工作项目调度到 UI 线程。 |
ContextIdle |
仅在优先级更高的工作项目得到处理后才将工作项目调度到 UI 线程。 |
Background |
在所有布局、呈现和输入项目都得到处理后才将工作项目调度到 UI 线程。 |
Input |
以与用户输入相同的优先级将工作项目调度到 UI 线程。 |
Loaded |
在所有布局和呈现都完成后才将工作项目调度到 UI 线程。 |
Render |
以与呈现引擎相同的优先级将工作项目调度到 UI 线程。 |
DataBind |
以与数据绑定相同的优先级将工作项目调度到 UI 线程。 |
Normal |
以正常优先级将工作项目调度到 UI 线程。这是调度大多数应用程序工作项目时的优先级。 |
Send |
以最高优先级将工作项目调度到 UI 线程。 |
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