富客户端 wpf, Winform 多线程更新UI控件

前言　　

在富客户端的app中，如果在主线程中运行一些长时间的任务，那么应用程序的UI就不能正常相应。因为主线程要负责消息循环，相应鼠标等事件还有展现UI。

因此我们可以开启一个线程来格外处理需要长时间的任务，但在富客户端中只有主线程才能更新UI的控件。

解决方法

简单的来说，我们需要从其他的线程来更新UI线程的控件，需要将这个操作转交给UI线程(线程marshal)。

方法1：

在底层的操作中，可以有以下的方法：

• WPF中，在element的Dispatcher类中调用BeginInvoke或者Invoke方法
• Metro中，在Dispatcher类中调用RunAsync或者Invoke方法
• Winform中，在控件中直接调用BeginInvoke或者Invoke方法

以上所有的方法的参数都是一个Delegate，用此Delegate来代表需要处理的任务：

public IAsyncResult BeginInvoke(Delegate method);

BeginInvoke/RunAsync方法是将这个 Delegate推送到UI线程的消息队列中，这个消息队列也就是前面提到的鼠标，键盘事件等队列。

Invoke方法也是推送delegate到消息队列，但还会一直阻塞到此delegate被UI线程处理为止。所以一般来说我们还是用BeginInvoke/RunAsync方法。

对应app来说，我们可以将其想象为一下的伪代码：

while (!thisApplication.Ended)
{
wait for something to appear in message queue
Got something: what kind of message is it?
Keyboard/mouse message -> fire an event handler
User BeginInvoke message -> execute delegate
User Invoke message -> execute delegate & post result
}

那接下来我们用winform来demo一下：

public partial class Form1 : Form
{
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
        new Thread(work).Start();
    }

    void work()
    {
        Thread.Sleep();
        UpdateMessage("july Luo thread Test");
    }

    void UpdateMessage(string message)
    {
        Action action = () => lblJulyLuo.Text = message;
        this.BeginInvoke(action);
    }
}

方法2

在 System.ComponentModel命名空间中，有 SynchronizationContext抽象类，此类也可以处理线程marshal。

在wpf,metro, winform中都定义了此类的子类，而且可以用SynchronizationContext.Current获取，然后调用Post方法，可以理解为将其他线程的任务post到UI线程中。

一下为demo：

public partial class Form1 : Form
{
    SynchronizationContext _uiSyncContext;

    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
        new Thread(() => work()).Start();
        _uiSyncContext = SynchronizationContext.Current;
    }

    void work()
    {
        Thread.Sleep(5000);
        UpdateMessage("july Luo thread Test");
    }

    void UpdateMessage(string message)
    {
        _uiSyncContext.Post(_ => lblJulyLuo.Text = message, null);
    }
}

SynchronizationContext类还有一个Send方法，和我们上面提到的Invoke方法的作用一致。

当然了还有BackgroundWorker类，此类在内部用了SynchronizationContext，所以其也可在其他线程中更新UI线程。

方法3

在.net 4.0之后，已经有了TPL供我们方便的操作多线程，这里试用Task类也可以完成类似操作，demo如下：

public partial class Form1 : Form
{
    Task<string> t;

    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
        t = Task.Run(() => work());
        var awaiter = t.GetAwaiter();
        awaiter.OnCompleted(() =>
        {
            string message = awaiter.GetResult();
            lblJulyLuo.Text = message;
        });
    }

    string work()
    {
        Thread.Sleep(5000);
        return "july Luo thread Test";
    }
}

这里和上面有点不同，我们使用Task来代替多线程，而且其返回要更新的字符串，如何调用GetAwaiter方法返回需要的awaiter，最后在awaiter中的OnCompleted方法中直接更新控件。

原理就是awaiter中的OnCompleted方法会自动获取synchronizationContext，也会将其推送到UI线程的消息队列中。

方法4

使用TaskScheduler来marshal线程，TaskScheduler是抽象类，其负责分配管理Task对象。

Framework中有两个实现：一个就是 default scheduler 其负责串联CLR中的线程池，还有一个就是synchronization context scheduler，其负责解决其他线程需要更新UI控件的。

所以思路就是用Task实现多线程，然后调用其ContinueWith方法，并传入对应的TaskScheduler：

public partial class Form1 : Form
{
    TaskScheduler _uiScheduler;
    Task<string> t;

    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
        _uiScheduler = TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext();
        t = Task.Run(() => work()).ContinueWith(t => lblJulyLuo.Text = t.Result, _uiScheduler);
    }

    string work()
    {
        Thread.Sleep(5000);
        return "july Luo thread Test";
    }
}

总结

富客户端中UI线程一直会处理着消息循环，无论使用那种方法都是将其推送到消息队列中以便UI线程处理。