.NET WinForm编程Q&A系列（一）——多线程操作

前言

当有大量.NET程序员进入这个领域后，利用"即见即所得"的机制我们可以快速的开发出了很多应用程序，但是随着深入这个领域，我们会发现，有UI的设计往往不能开发出比较理想的系统原型，甚至有1~3年经验的.NET程序员仍然不能理解诸多概念，如C#的高级语法（属性、索引器、委托、事件）、常用的命名空间的用法、Winform的使用、线程的知识，包括我本人也是如此。所以《.NET WinForm编程Q&A系列》就是基于本人的理解能力进行整理。整个系列都会包括如下内容：

【背景】重点提出WinForm编程中的问题以及相关晦涩的概念；

【概念】教科书或者百度百科关于这些问题以及概念的介绍，我估计大多数程序员不愿意接受这种方式；

【需求】对应这些问题以及概念，本人提出了一个系统实例，并希望借助这个实例可以对背景提出的若干问题进行求解，也让大家对概念进行一个梳理；

【实战】详细介绍实例的实现过程，当然针对实例，会有很多的解决方案，本文所提出的实战过程仅仅是其中一种。

【备注】欢迎大家提出宝贵意见。

背景

如何理解并应用多线程操作？

概念

1、多线程是为了同步完成多项任务，不是为了提高运行效率，而是为了提高资源使用效率来提高系统的效率。线程是在同一时间需要完成多项任务的时候实现的；

2、使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理；

3、在本质上和结构来说，.NET是一个多线程的环境。有两种主要的多线程方法是.NET所提倡的：使用ThreadStart来开始你自己的进程，直接的（使用ThreadPool.QueueUserWorkItem）或者间接的（比如Stream.BeginRead，或者调用BeginInvoke）使用ThreadPool类。一般来说，你可以"手动"为长时间运行的任务创建一个新的线程，另外对于短时间运行的任务尤其是经常需要开始的那些，进程池是一个非常好的选择。进程池可以同时运行多个任务，还可以使用框架类。对于资源紧缺需要进行同步的情况来说，它可以限制某一时刻只允许一个线程访问资源。这种情况可以视为给线程实现了锁机制。线程的基类是System.Threading。所有线程通过CLI来进行管理。

需求

控件内容的定时变更，每隔1秒，文本控件将显示一个随机数（0,100），进度条进行显示。

如下图所示。

实战

1、根据需求中提到的系统要求，初级的程序员会快速的写出方案，如下所示：

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)        {            while (true)            {                Random rd = new Random();                int num = rd.Next(0, 100);                this.textBox1.Text = num.ToString();                Thread.Sleep(1000);            }        }

2、一旦运行后，发现界面动不了，于是又考虑用计数器实现，如下：

       private void button1_Click(object sender, EventArgs e)        {            this.timer1.Enabled = true;        }        private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)        {            Random rd = new Random();            int num = rd.Next(0, 100);            this.textBox1.Text = num.ToString();            this.progressBar1.Value = num;            Thread.Sleep(1000);        }

3、此时F5后，发现系统正常运作了，这就是其中的一种解决方案，但是本文主要是要介绍多线程，所以我们考虑其他的步骤。

4、要使用多线程控制UI控件，必须用委托实现。调用控件的Invoke方法（Invoke方法的参数是一个委托类型的参数）。

具体步骤如下所示：

1.声明委托。

        /// <summary>        /// 1.声明委托        /// </summary>        /// <param name="num"></param>        delegate void RefreshData(int num);        delegate void AutoRefresh();

2.声明委托处理函数（判断是主线程控制UI控件，还是Invoke（多线程）控制UI控件）。

        /// <summary>        /// 2.声明委托处理函数refreshTextBox        /// </summary>        /// <param name="num"></param>        public void refreshTextBox(int num)        {            if (this.textBox1.InvokeRequired)            {                RefreshData rd = new RefreshData(refreshTextBox);                if (this.textBox1.IsHandleCreated)                {                    this.textBox1.Invoke(rd, num);                }            }            else            {                this.textBox1.Text = num.ToString();            }        }        /// <summary>        /// 2.声明委托处理函数Display        /// </summary>        /// <param name="num"></param>        public void Display(int num)        {            if (this.progressBar1.InvokeRequired)            {                RefreshData rd = new RefreshData(Display);                if (this.progressBar1.IsHandleCreated)                {                    this.progressBar1.Invoke(rd, num);                }            }            else            {                this.progressBar1.Value = num;            }         }

3.声明一个线程实例，将线程函数的委托传入ThreadStart（）。

//3.声明一个线程实例Thread refreshThread = new Thread(new ThreadStart(ar));

4.开启该线程。

//4.开启该线程refreshThread.Start();

5.定义该线程函数，欲控制UI控件，则调用第2步的委托处理函数，他将自己判断选择用Invoke。
6.定义Invoke需要调用的函数

        /// <summary>        /// 6.定义Invoke需要调用的函数        /// </summary>        private void AddAuto()        {            while (true)            {                Random rd = new Random();                int num = rd.Next(0, 100);                refreshTextBox(num);                Display(num);            }        }

备注

代码全集如下：

using System;using System.Collections.Generic;using System.ComponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Windows.Forms;using System.Threading;namespace MulControlOp{    public partial class Form1 : Form    {        /// <summary>        /// 1.声明委托        /// </summary>        /// <param name="num"></param>        delegate void RefreshData(int num);        delegate void AutoRefresh();        public Form1()        {            InitializeComponent();        }        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)        {                    }        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)        {            AutoRefresh ar = new AutoRefresh(AddAuto);            //3.声明一个线程实例            Thread refreshThread = new Thread(new ThreadStart(ar));            //4.开启该线程            refreshThread.Start();        }        /// <summary>        /// 6.定义Invoke需要调用的函数        /// </summary>        private void AddAuto()        {            while (true)            {                Random rd = new Random();                int num = rd.Next(0, 100);                refreshTextBox(num);                Display(num);            }        }        /// <summary>        /// 2.声明委托处理函数refreshTextBox        /// </summary>        /// <param name="num"></param>        public void refreshTextBox(int num)        {            if (this.textBox1.InvokeRequired)            {                RefreshData rd = new RefreshData(refreshTextBox);                if (this.textBox1.IsHandleCreated)                {                    this.textBox1.Invoke(rd, num);                }            }            else            {                this.textBox1.Text = num.ToString();            }        }        /// <summary>        /// 2.声明委托处理函数Display        /// </summary>        /// <param name="num"></param>        public void Display(int num)        {            if (this.progressBar1.InvokeRequired)            {                RefreshData rd = new RefreshData(Display);                if (this.progressBar1.IsHandleCreated)                {                    this.progressBar1.Invoke(rd, num);                }            }            else            {                this.progressBar1.Value = num;            }         }        private void Form1_FormClosed(object sender, FormClosedEventArgs e)        {            Application.Exit();        }        private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)        {            Application.ExitThread();        }    }}