C#异步跨线程

来源：互联网发布：广元外卖软件编辑：程序博客网时间：2024/06/08 16:15

最近学习C#的异步操作，总是搞不明白什么意思，然后今天想自己写一下整理一下思路。
在窗体编程中，经常会碰到界面假死的状态，原因是什么呢？

首先我们看一个造成假死的一个例子
我写了一个工程，目的是在点击开始按钮后progressBar.Value每隔10秒加一，然后richTextBox打印出来当前的progressBar.Value
部分代码如下

        private void UpdataUI()        {            for (int i = 0; i < 100; i++)            {                Thread.Sleep(1 * 1000);    //长时间请求                 progressBar.Value = i;                richTextBox.AppendText(i.ToString() + "\n");                richTextBox.SelectionStart = richTextBox.Text.Length;                 richTextBox.ScrollToCaret();             }                        }        private void btn_Start_Click(object sender, EventArgs e)        {            UpdataUI();        }

此时如果运行程序，点击开始后，界面将会造成假死

其次我们来讨论一下Windows的消息机制
我们知道窗体中用户的更种操作都是基于消息传输的，在Win32中我们差不多都会见到这段代码

/* Enter the modified message loop */while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0)){    if (!TranslateMDISysAccel (hwndClient, &msg) &&      !TranslateAccelerator (hwndFrame, hAccel, &msg))    {       TranslateMessage (&msg);       DispatchMessage (&msg);    }}

上面的意思就是说GetMessage()将消息队列中的消息依次取出，然后转换成可以理解的东西，然后分发出去执行在switch中执行自己的代码

switch (message){    case WM_CREATE:    case WM_COMMAND:    case WM_PAINT:    .    .    .    .......}

用户的输入就是靠消息循环来执行的，如果现在有一个很耗时的操作也在消息循环中执行，即我们通常所说的UI线程中，那么后面的操作就会得不到响应，上面的代码中等待10秒的操作就是在UI线程中执行的，所以出现了所谓的假死，碰到这种情况就需要异步操作。

现在我们来用异步的方法解决这个问题
当你定义一个委托后，编译器会自动的为你生成一个类，还会为你在这个类里提供一个BeginInvoke方法和一个EndInvoke方法，这两个方法的实现是由CLR提供的，而这个BeginInvoke和EndInvoke只是起一个包装的作用。现在我们就用这两个方法来实现异步操作

        public Form1()        {            InitializeComponent();            checkForIllegalCrossThreadCalls = false;//先加上，后面解释        }        private void UpdataUI()        {            for (int i = 0; i < 100; i++)            {                Thread.Sleep(1 * 1000);    //长时间请求                                progressBar.Value = i;                richTextBox.AppendText(i.ToString() + "\n");                richTextBox.SelectionStart = richTextBox.Text.Length;                 richTextBox.ScrollToCaret();             }                        }        private void btn_Start_Click(object sender, EventArgs e)        {            Action act = new Action(UpdataUI);                      act.BeginInvoke(null, null);//实现异步，相当于创建一个后台的工作线程来等待更新界面        }

我们发现界面不在假死，一切正常了。
上面的异步操作没有返回值，但是通常我们在异步后会等待一个返回值，我们稍微修改一下代码让其有一个返回值

        public Form1()        {            InitializeComponent();            checkForIllegalCrossThreadCalls = false;//先加上，后面解释        }        private string UpdataUI()        {            for (int i = 0; i < 100; i++)            {                Thread.Sleep(1 * 1000);    //长时间请求                //ProgressBarCalc(i);                richTextBox.AppendText(i.ToString() + "\n");                progressBar.Value = i;            }            return "Finshed";            }        private void btn_Start_Click(object sender, EventArgs e)        {            Func<string> act = new Func<string>(UpdataUI);            IAsyncResult asyncResult = act.BeginInvoke((result) =>             {                 string ret = act.EndInvoke(result);                MessageBox.Show(ret);            }, null);//实现异步，相当于创建一个后台的工作线程来等待更新界面        }

在这里来说明一下BeginInvoke
此方法将“异步”执行委托所指向的那个方法。所谓“异步”，就是结果并不是像调用“Invoke”方法一样直接就出现结果，BeginInvoke将在内部开辟一个新线程（注意：是后台线程！）去执行这个委托方法。因为是后台线程，因此如果主程序一旦关闭或者停止，无论后台线程的任务是否执行完毕，都将自动终止。本示例因为是WinForm，一旦运行主线程不会自动结束，但是对于诸如控制台一类的程序则不然，因此控制台程序如果使用BeginInvoke方法，必须要在其后面调用对应的EndInvoke。EndInvoke方法会阻塞当前进程，直至BeginInvoke执行完毕所有的委托方法后直接返回一个结果。

在上面的程序中我们加入了一句代码

checkForIllegalCrossThreadCalls = false;

那么这句是干什么用的呢，不妨先去掉然后运行一下，突然就报异常了，如何跨线程调用Windows窗体控件
通过调试我们发现程序主要检查checkForIllegalCrossThreadCalls、inCrossThreadSafeCall两个字段以及InvokeRequired，InvokeRequired的职责是判断当前运行的线程是不是与窗体主线程是同一个线程。
通过字面理解checkForIllegalCrossThreadCalls的意思就是“跨线程调用时是不是检查”。而这个字段在Control的静态构造函数里被设置为：checkForIllegalCrossThreadCalls = Debugger.IsAttached（checkForIllegalCrossThreadCalls 还通过CheckForIllegalCrossThreadCalls属性公开了），现在明白了为啥在Visual Studio里调试程序报异常，而独立运行却不报了吧。
那么该怎么解决呢，我们还是用异步的方法解决，但是现在要用Control.Invoke和Control.BeginInvoke这个是干什么的呢？这个的创建的异步线程是指相对于创建线程的线程是异步的，说的简单点就是指我们在UI线程中使用delegate.BeginInvoke的方法创建了一个相对于UI线程异步的线程，在异步线程中创建了一个相对于delegate.BeginInvoke异步的线程，即UI线程（我真心讲不清楚了，也不知道具体原因）。

        private void ProgressBarCalc(int value)        {                if(this.InvokeRequired)//判断是否与UI线程在同一线程，如果不是就创建一个代理            {                this.Invoke(new Action<int>(ProgressBarCalc),value);            }            else//如果是就直接更新            {                richTextBox.AppendText(value.ToString() + "\n");                progressBar.Value = value;            }        }

再次运行后我们发现一起OK
献出所有代码

using System;using System.Collections.Generic;using System.ComponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;using System.Windows.Forms;using System.Threading;namespace WindowsFormsApplication9{    public partial class Form1 : Form    {        public Form1()        {            InitializeComponent();        }        private void ProgressBarCalc(int value)//通过异步更新界面，跨线程调用Windows窗体控件        {                if(this.InvokeRequired)//判断是否与UI线程在同一线程，如果不是就创建一个代理            {                this.Invoke(new Action<int>(ProgressBarCalc),value);            }            else//如果是就直接更新            {                richTextBox.AppendText(value.ToString() + "\n");                progressBar.Value = value;            }        }        private string UpdataUI()//长时间的操作        {            for (int i = 0; i < 100; i++)            {                Thread.Sleep(1 * 1000);    //长时间请求                ProgressBarCalc(i);        //更新界面            }            return "Finshed";            }        private void btn_Start_Click(object sender, EventArgs e)        {            Func<string> act = new Func<string>(UpdataUI);            IAsyncResult asyncResult = act.BeginInvoke((result) =>             {                 string ret = act.EndInvoke(result);//执行完异步操作后得到返回结果                MessageBox.Show(ret);//显示出结果            }, null);//实现异步，相当于创建一个后台的工作线程来等待更新界面        }    }}

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