C#中WinForm控件的跨线程更新Invoke

标签：delegate invoke winform c#

目的：

    用WinForm(C#)搭建一个用户界面，一个进度条和一个按钮，按钮启动进度条，进度完成时停止更新

示例：

实现：

    在按钮事件中设置循环，更新进度条

        private void btnProgress_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            for (int ii = 0; ii < 100; ii++)
            {
                progressBar1.Value = ii + 1;
                Thread.Sleep(100);
            }
        }

问题1：

    进度条的更新良好，但更新过程中窗口停滞，因为按钮事件在窗口线程之中，执行在循环体中不会响应任何其他消息

解决1：

    循环体中加入Application.DoEvents()

        private void btnProgress_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            for (int ii = 0; ii < 100; ii++)
            {
                Application.DoEvents();
                progressBar1.Value = ii + 1;
                Thread.Sleep(100);
            }
        }

问题2：

    这种方法可以使窗口事件共享线程时间资源，但各个执行片断仍然是顺序执行的，占时较长的执行片断对其他事件影响显著。

    Thread.Sleep(100)可以假设成一段复杂逻辑或计算，如果将Sleep(100)改成Sleep(1000)或更大，用户界面的效果便对问题1没什么明显改进。

解决2：

    于是引入另外的线程，实现独自对进度进行控制，实际上是对占时逻辑或计算的线程分离，使之不占用用户界面的执行（时间）资源

        public void threadProgress()
        {
            while (progressBar1.Value < 100)
            {
                progressBar1.Value++;
                Thread.Sleep(100);
            }
        }
        
        private void btnProgress_Click(object sender, EventArgs e)
        {
                Thread thprog = new Thread(threadProgress);
                thprog.Start();
        }

    这段代码可以编译，但无法执行，执行时会遇到InvalidOperationException，原因是WinForm控件的状态更新只能在用户界面线程内进行，实际上是创建窗体的线程，（和响应clicked事件的相同）。此时可以跟踪Exception帮助文档给出的解决方案，How to: Make Thread-Safe Calls to Windows Forms Controls描述完整的问题定义和解决办法。

    WinForm控件的跨线程更新要使用空间本身或线程内的Invoke方法，Invoke的参数要使用delegate函数指派。线程的行为需要修改。

        public delegate void SetProgress(int pvv);
        
        void GuiSetProgressMustInInvokeOrUIThread(int pvv)
        {
            progressBar1.Value = pvv;
        }
        
        void DeleSetProgress(int pvv)
        {
            if (progressBar1.InvokeRequired)
            {
                SetProgress spself = new SetProgress(GuiSetProgressMustInInvokeOrUIThread);
                progressBar1.Invoke(spself, new object[] { pvv });
            }
        }
        
        public void threadProgress()
        {
            while (progressBar1.Value < 100)
            {
                DeleSetProgress(progressBar1.Value + 1);
                Thread.Sleep(1000);
            }
        }

    以上代码是文档中解决方案的拆解方法，DeleSetProgress确定为会被外部线程调用，它需要将实际的更新通过Invoke函数放回界面线程，这里使用delegate变量执行执行GuiSetProgressMustInInvokeOrUIThread。

    帮助文档中对Invoke的解释是

Executes a delegate on the thread that owns the control‘s underlying window handle

    从而保证在界面线程中的执行，当然执行片断是GuiSetProgressMustInInvokeOrUIThread中的部分，将复杂逻辑与界面更新实现分离

问题3：

    以上代码会良好工作，但在更新过程中关闭窗口时，会遇到System.ObjectDisposedException。原因是窗口及空间被释放后，用户线程仍然在试图更新进度条。

解决3：

    几个方案可供选择，窗口关闭前强制结束用户线程，窗口关闭前等待用户逻辑结束，或更复杂的线程管理逻辑。

    这里等待线程结束，线程则需要在成员中保留，用户逻辑结束后设置标志，从而保证线程间调用的安全性。

        private Thread thProgress = null;
        
        public void threadProgress()
        {
            ...
            thProgress = null;
        }
        
        private void FormProgress_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            while (thProgress != null)
            {
                Application.DoEvents();
                Thread.Sleep(0);
            }
        }
        
        private void btnProgress_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (thProgress == null)
            {
                thProgress = new Thread(threadProgress);
                thProgress.Start();
            }
        }

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C#中WinForm控件的跨线程更新Invoke

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