由于 Windows 窗體控件本質(zhì)上不是線程安全的。因此如果有兩個(gè)或多個(gè)線程適度操作某一控件的狀態(tài)(set value)，則可能會(huì)迫使該控件進(jìn)入一種不一致的狀態(tài),。還可能出現(xiàn)其他與線程相關(guān)的 bug，包括爭(zhēng)用和死鎖的情況。于是在調(diào)試器中運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí),，如果創(chuàng)建某控件的線程之外的其他線程試圖調(diào)用該控件,，則調(diào)試器會(huì)引發(fā)一個(gè) InvalidOperationException
本文用一個(gè)很簡(jiǎn)單的示例來講解這個(gè)問題(在窗體上放一個(gè)TextBox和一個(gè)Button,點(diǎn)擊Button后，在新建的線程中設(shè)置TextBox的值)
解決辦法一: 關(guān)閉該異常檢測(cè)的方式來避免異常的出現(xiàn)
經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)此種方法雖然避免了異常的拋出,，但是并不能保證程序運(yùn)行結(jié)果的正確性 (比如多個(gè)線程同時(shí)設(shè)置TextBox1的Text時(shí),，很難預(yù)計(jì)最終TextBox1的Text是什么)
1using System;
2using System.Collections.Generic;
3using System.ComponentModel;
4using System.Data;
5using System.Drawing;
6using System.Text;
7using System.Windows.Forms;
8using System.Threading;
9
10namespace winformTest
11{
12 public partial class Form1 : Form
13 {
14 public Form1()
15 {
16 InitializeComponent();
17 Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;//這一行是關(guān)鍵
18 }
19
20
21 private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
22 {
23 SetTextBoxValue();
24 }
25
26 void SetTextBoxValue()
27 {
28 TextBoxSetValue tbsv = new TextBoxSetValue(this.textBox1, "Method1");
29 ThreadStart TS = new ThreadStart(tbsv.SetText);
30 Thread T = new Thread(TS);
31 T.Start();
32 }
33
34
35 class TextBoxSetValue
36 {
37 private TextBox _TextBox ;
38 private string _Value;
39
40 public TextBoxSetValue(TextBox TxtBox, String Value)
41 {
42 _TextBox = TxtBox;
43 _Value = Value;
44 }
45
46 public void SetText()
47 {
48 _TextBox.Text = _Value;
49 }
50 }
51 }
52}
解決辦法二:通過委托安全調(diào)用
1using System;
2using System.Collections.Generic;
3using System.ComponentModel;
4using System.Data;
5using System.Drawing;
6using System.Text;
7using System.Windows.Forms;
8
9namespace winformTest
10{
11 public partial class Form2 : Form
12 {
13 public Form2()
14 {
15 InitializeComponent();
16 }
17
18
19 private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
20 {
21 SetTextBoxValue();
22 }
23
24
25 private delegate void CallSetTextValue();
26 //通過委托調(diào)用
27 void SetTextBoxValue()
28 {
29 TextBoxSetValue tbsv = new TextBoxSetValue(this.textBox1, "Method2");
30 if (tbsv.TextBox.InvokeRequired)
31 {
32 CallSetTextValue call = new CallSetTextValue(tbsv.SetText);
33 tbsv.TextBox.Invoke(call);
34 }
35 else
36 {
37 tbsv.SetText();
38 }
39 }
40
41
42 class TextBoxSetValue
43 {
44 private TextBox _TextBox;
45 private string _Value;
46
47 public TextBoxSetValue(TextBox TxtBox, String Value)
48 {
49 _TextBox = TxtBox;
50 _Value = Value;
51 }
52
53 public void SetText()
54 {
55 _TextBox.Text = _Value;
56 }
57
58
59 public TextBox TextBox {
60 set { _TextBox = value; }
61 get { return _TextBox; }
62 }
63 }
64 }
65}
第三解決辦法:利用BackgroundWorker控件
1using System;
2using System.Collections.Generic;
3using System.ComponentModel;
4using System.Data;
5using System.Drawing;
6using System.Text;
7using System.Windows.Forms;
8using System.Threading;
9
10namespace winformTest
11{
12 public partial class Form3 : Form
13 {
14 public Form3()
15 {
16 InitializeComponent();
17 }
18
19 private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
20 {
21 using (BackgroundWorker bw = new BackgroundWorker())
22 {
23 bw.RunWorkerCompleted += SetTextBoxValue;
24 bw.RunWorkerAsync();
25 }
26 }
27
28 void SetTextBoxValue(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
29 {
30 TextBoxSetValue tbsv = new TextBoxSetValue(this.textBox1, "Method3");
31 tbsv.SetText();
32 }
33
34
35 class TextBoxSetValue
36 {
37 private TextBox _TextBox;
38 private string _Value;
39
40 public TextBoxSetValue(TextBox TxtBox, String Value)
41 {
42 _TextBox = TxtBox;
43 _Value = Value;
44 }
45
46 public void SetText()
47 {
48 _TextBox.Text = _Value;
49 }
50 }
51
52 }
53}
用戶不喜歡反應(yīng)慢的程序。在執(zhí)行耗時(shí)較長(zhǎng)的操作時(shí),，使用多線程是明智之舉,，它可以提高程序 UI 的響應(yīng)速度，使得一切運(yùn)行顯得更為快速,。在 Windows 中進(jìn)行多線程編程曾經(jīng)是 C++ 開發(fā)人員的專屬特權(quán),，但是現(xiàn)在，可以使用所有兼容 Microsoft .NET 的語(yǔ)言來編寫,。
不過Windows 窗體體系結(jié)構(gòu)對(duì)線程使用制定了嚴(yán)格的規(guī)則,。如果只是編寫單線程應(yīng)用程序，則沒必要知道這些規(guī)則,，這是因?yàn)閱尉€程的代碼不可能違反這些規(guī)則,。然而，一旦采用多線程,，就需要理解 Windows 窗體中最重要的一條線程規(guī)則：除了極少數(shù)的例外情況,，否則都不要在它的創(chuàng)建線程以外的線程中使用控件的任何成員。本規(guī)則的例外情況有文檔說明,，但這樣的情況非常少,。這適用于其類派生自 System.Windows.Forms.Control 的任何對(duì)象，其中幾乎包括 UI 中的所有元素,。所有的 UI 元素（包括表單本身）都是從 Control 類派生的對(duì)象,。此外，這條規(guī)則的結(jié)果是一個(gè)被包含的控件（如,，包含在一個(gè)表單中的按鈕）必須與包含它控件位處于同一個(gè)線程中,。也就是說，一個(gè)窗口中的所有控件屬于同一個(gè) UI 線程,。實(shí)際中,，大部分 Windows 窗體應(yīng)用程序最終都只有一個(gè)線程，所有 UI 活動(dòng)都發(fā)生在這個(gè)線程上,。這個(gè)線程通常稱為 UI 線程,。這意味著您不能調(diào)用用戶界面中任意控件上的任何方法，除非在該方法的文檔說明中指出可以調(diào)用,。該規(guī)則的例外情況（總有文檔記錄）非常少而且它們之間關(guān)系也不大,。請(qǐng)注意,，以下代碼是非法的：
private Thread myThread;
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
myThread = new Thread(new ThreadStart(RunsOnWorkerThread));
myThread.Start();
}
private void RunsOnWorkerThread()
{
label1.Text = "myThread線程調(diào)用UI控件";
}
如果您在 .NET Framework 1.0 版本中嘗試運(yùn)行這段代碼，也許會(huì)僥幸運(yùn)行成功,，或者初看起來是如此,。這就是多線程錯(cuò)誤中的主要問題，即它們并不會(huì)立即顯現(xiàn)出來,。甚至當(dāng)出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤時(shí),，在第一次演示程序之前一切看起來也都很正常。但不要搞錯(cuò) — 我剛才顯示的這段代碼明顯違反了規(guī)則,，并且可以預(yù)見,，任何抱希望于“試運(yùn)行時(shí)良好，應(yīng)該就沒有問題”的人在即將到來的調(diào)試期是會(huì)付出沉重代價(jià)的,。
下面我們來看看有哪些方法可以解決這一問題,。
一、System.Windows.Forms.MethodInvoker 類型是一個(gè)系統(tǒng)定義的委托,，用于調(diào)用不帶參數(shù)的方法,。
private Thread myThread;
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
myThread = new Thread(new ThreadStart(RunsOnWorkerThread));
myThread.Start();
}
private void RunsOnWorkerThread()
{
MethodInvoker mi = new MethodInvoker(SetControlsProp);
BeginInvoke(mi);
}
private void SetControlsProp()
{
label1.Text = "myThread線程調(diào)用UI控件";
}
二、直接用System.EventHandle（可帶參數(shù)）
private Thread myThread;
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
myThread = new Thread(new ThreadStart(RunsOnWorkerThread));
myThread.Start();
}
private void RunsOnWorkerThread()
{
//DoSomethingSlow();
string pList = "myThread線程調(diào)用UI控件";
label1.BeginInvoke(new System.EventHandler(UpdateUI), pList);
}
//直接用System.EventHandler,沒有必要自定義委托
private void UpdateUI(object o, System.EventArgs e)
{
//UI線程設(shè)置label1屬性
label1.Text = o.ToString() + "成功!";
}
三,、包裝 Control.Invoke
雖然第二個(gè)方法中的代碼解決了這個(gè)問題,，但它相當(dāng)繁瑣。如果輔助線程希望在結(jié)束時(shí)提供更多的反饋信息,，而不是簡(jiǎn)單地給出“Finished!”消息,，則 BeginInvoke過于復(fù)雜的使用方法會(huì)令人生畏。為了傳達(dá)其他消息,，例如“正在處理”,、“一切順利”等等，需要設(shè)法向 UpdateUI 函數(shù)傳遞一個(gè)參數(shù),?？赡苓€需要添加一個(gè)進(jìn)度欄以提高反饋能力。這么多次調(diào)用 BeginInvoke 可能導(dǎo)致輔助線程受該代碼支配,。這樣不僅會(huì)造成不便,，而且考慮到輔助線程與 UI 的協(xié)調(diào)性，這樣設(shè)計(jì)也不好,。對(duì)這些進(jìn)行分析之后,，我們認(rèn)為包裝函數(shù)可以解決這兩個(gè)問題。
private Thread myThread;
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
myThread = new Thread(new ThreadStart(RunsOnWorkerThread));
myThread.Start();
}
private void RunsOnWorkerThread()
{
////DoSomethingSlow();
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
ShowProgress( Convert.ToString(i)+"%", i);
Thread.Sleep(100);
}
}
public void ShowProgress(string msg, int percentDone)
{
// Wrap the parameters in some EventArgs-derived custom class:
System.EventArgs e = new MyProgressEvents(msg, percentDone);
object[] pList = { this, e };
BeginInvoke(new MyProgressEventsHandler(UpdateUI), pList);
}
private delegate void MyProgressEventsHandler(object sender, MyProgressEvents e);
private void UpdateUI(object sender, MyProgressEvents e)
{
lblStatus.Text = e.Msg;
myProgressControl.Value = e.PercentDone;
}
public class MyProgressEvents : EventArgs
{
public string Msg;
public int PercentDone;
public MyProgressEvents(string msg, int per)
{
Msg = msg;
PercentDone = per;
}
}
ShowProgress 方法對(duì)將調(diào)用引向正確線程的工作進(jìn)行封裝,。這意味著輔助線程代碼不再擔(dān)心需要過多關(guān)注 UI 細(xì)節(jié),，而只要定期調(diào)用 ShowProgress 即可。
如果我提供一個(gè)設(shè)計(jì)為可從任何線程調(diào)用的公共方法,，則完全有可能某人會(huì)從 UI 線程調(diào)用這個(gè)方法,。在這種情況下,，沒必要調(diào)用 BeginInvoke，因?yàn)槲乙呀?jīng)處于正確的線程中,。調(diào)用 Invoke 完全是浪費(fèi)時(shí)間和資源，不如直接調(diào)用適當(dāng)?shù)姆椒?。為了避免這種情況,，Control 類將公開一個(gè)稱為 InvokeRequired 的屬性。這是“只限 UI 線程”規(guī)則的另一個(gè)例外,。它可從任何線程讀取,，如果調(diào)用線程是 UI 線程，則返回假,，其他線程則返回真,。這意味著我可以按以下方式修改包裝：
public void ShowProgress(string msg, int percentDone)
{
if (InvokeRequired)
{
// As before
//...
}
else
{
// We're already on the UI thread just
// call straight through.
UpdateUI(this, new MyProgressEvents(msg,PercentDone));
}
}
線程打開窗體的問題:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
namespace WindowsApplication36
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
}
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
new System.Threading.Thread(new System.Threading.ThreadStart(invokeShow)).Start();
}
public void invokeShow()
{
Form f1 = new Form();
this.Invoke(new System.EventHandler(this.showForm), new object[] { f1, null });
}
public void showForm(object sender,EventArgs e)
{
Form f1 = sender as Form;
f1.ShowDialog();
}
}
}
