在多线程中调用winform窗体控件的实现方法
本文实例讲述了在C#中实现多线程中调用winform窗体控件的方法，对于C#程序设计的学习有着很好的借鉴参考价值。具体方法如下：
首先，由于Windows窗体控件本质上不是线程安全的。因此如果有两个或多个线程适度操作某一控件的状态(setvalue)，则可能会迫使该控件进入一种不一致的状态。还可能出现其他与线程相关的bug，包括争用和死锁的情况。于是在调试器中运行应用程序时，如果创建某控件的线程之外的其他线程试图调用该控件，则调试器会引发一个InvalidOperationException
本文用一个很简单的示例来讲解这个问题(在窗体上放一个TextBox和一个Button,点击Button后，在新建的线程中设置TextBox的值)
解决办法一:关闭该异常检测的方式来避免异常的出现
经过测试发现此种方法虽然避免了异常的抛出，但是并不能保证程序运行结果的正确性(比如多个线程同时设置TextBox1的Text时，很难预计最终TextBox1的Text是什么)
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.ComponentModel;
usingSystem.Data;
usingSystem.Drawing;
usingSystem.Text;
usingSystem.Windows.Forms;
usingSystem.Threading;
namespacewinformTest
{
publicpartialclassForm1:Form
{
publicForm1()
{
InitializeComponent();
Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls=false;//这一行是关键
}
privatevoidbutton1_Click(objectsender,EventArgse)
{
SetTextBoxValue();
}
voidSetTextBoxValue()
{
TextBoxSetValuetbsv=newTextBoxSetValue(this.textBox1,"Method1");
ThreadStartTS=newThreadStart(tbsv.SetText);
ThreadT=newThread(TS);
T.Start();
}
classTextBoxSetValue
{
privateTextBox_TextBox;
privatestring_Value;
publicTextBoxSetValue(TextBoxTxtBox,StringValue)
{
_TextBox=TxtBox;
_Value=Value;
}
publicvoidSetText()
{
_TextBox.Text=_Value;
}
}
}
}
解决办法二:通过委托安全调用
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.ComponentModel;
usingSystem.Data;
usingSystem.Drawing;
usingSystem.Text;
usingSystem.Windows.Forms;
namespacewinformTest
{
publicpartialclassForm2:Form
{
publicForm2()
{
InitializeComponent();
}
privatevoidbutton1_Click(objectsender,EventArgse)
{
SetTextBoxValue();
}
privatedelegatevoidCallSetTextValue();
//通过委托调用
voidSetTextBoxValue()
{
TextBoxSetValuetbsv=newTextBoxSetValue(this.textBox1,"Method2");
if(tbsv.TextBox.InvokeRequired)
{
CallSetTextValuecall=newCallSetTextValue(tbsv.SetText);
tbsv.TextBox.Invoke(call);
}
else
{
tbsv.SetText();
}
}
classTextBoxSetValue
{
privateTextBox_TextBox;
privatestring_Value;
publicTextBoxSetValue(TextBoxTxtBox,StringValue)
{
_TextBox=TxtBox;
_Value=Value;
}
publicvoidSetText()
{
_TextBox.Text=_Value;
}
publicTextBoxTextBox{
set{_TextBox=value;}
get{return_TextBox;}
}
}
}
}
第三解决办法:利用BackgroundWorker控件
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.ComponentModel;
usingSystem.Data;
usingSystem.Drawing;
usingSystem.Text;
usingSystem.Windows.Forms;
usingSystem.Threading;
namespacewinformTest
{
publicpartialclassForm3:Form
{
publicForm3()
{
InitializeComponent();
}
privatevoidbutton1_Click(objectsender,EventArgse)
{
using(BackgroundWorkerbw=newBackgroundWorker())
{
bw.RunWorkerCompleted+=SetTextBoxValue;
bw.RunWorkerAsync();
}
}
voidSetTextBoxValue(objectsender,RunWorkerCompletedEventArgse)
{
TextBoxSetValuetbsv=newTextBoxSetValue(this.textBox1,"Method3");
tbsv.SetText();
}
classTextBoxSetValue
{
privateTextBox_TextBox;
privatestring_Value;
publicTextBoxSetValue(TextBoxTxtBox,StringValue)
{
_TextBox=TxtBox;
_Value=Value;
}
publicvoidSetText()
{
_TextBox.Text=_Value;
}
}
}
}
用户不喜欢反应慢的程序。在执行耗时较长的操作时，使用多线程是明智之举，它可以提高程序UI的响应速度，使得一切运行显得更为快速。在Windows中进行多线程编程曾经是C++开发人员的专属特权，但是现在，可以使用所有兼容Microsoft.NET的语言来编写。
不过Windows窗体体系结构对线程使用制定了严格的规则。如果只是编写单线程应用程序，则没必要知道这些规则，这是因为单线程的代码不可能违反这些规则。然而，一旦采用多线程，就需要理解Windows窗体中最重要的一条线程规则：除了极少数的例外情况，否则都不要在它的创建线程以外的线程中使用控件的任何成员。本规则的例外情况有文档说明，但这样的情况非常少。这适用于其类派生自System.Windows.Forms.Control的任何对象，其中几乎包括UI中的所有元素。所有的UI元素（包括表单本身）都是从Control类派生的对象。此外，这条规则的结果是一个被包含的控件（如，包含在一个表单中的按钮）必须与包含它控件位处于同一个线程中。也就是说，一个窗口中的所有控件属于同一个UI线程。实际中，大部分Windows窗体应用程序最终都只有一个线程，所有UI活动都发生在这个线程上。这个线程通常称为UI线程。这意味着您不能调用用户界面中任意控件上的任何方法，除非在该方法的文档说明中指出可以调用。该规则的例外情况（总有文档记录）非常少而且它们之间关系也不大。请注意，以下代码是非法的：
privateThreadmyThread;
privatevoidForm1_Load(objectsender,EventArgse)
{
myThread=newThread(newThreadStart(RunsOnWorkerThread));
myThread.Start();
}
privatevoidRunsOnWorkerThread()
{
label1.Text="myThread线程调用UI控件";
}
如果您在.NETFramework1.0版本中尝试运行这段代码，也许会侥幸运行成功，或者初看起来是如此。这就是多线程错误中的主要问题，即它们并不会立即显现出来。甚至当出现了一些错误时，在第一次演示程序之前一切看起来也都很正常。但不要搞错—我刚才显示的这段代码明显违反了规则，并且可以预见，任何抱希望于“试运行时良好，应该就没有问题”的人在即将到来的调试期是会付出沉重代价的。
下面我们来看看有哪些方法可以解决这一问题。
一、System.Windows.Forms.MethodInvoker类型是一个系统定义的委托，用于调用不带参数的方法。
privateThreadmyThread;
privatevoidForm1_Load(objectsender,EventArgse)
{
myThread=newThread(newThreadStart(RunsOnWorkerThread));
myThread.Start();
}
privatevoidRunsOnWorkerThread()
{
MethodInvokermi=newMethodInvoker(SetControlsProp);
BeginInvoke(mi);
}
privatevoidSetControlsProp()
{
label1.Text="myThread线程调用UI控件";
}
二、直接用System.EventHandle（可带参数）
privateThreadmyThread;
privatevoidForm1_Load(objectsender,EventArgse)
{
myThread=newThread(newThreadStart(RunsOnWorkerThread));
myThread.Start();
}
privatevoidRunsOnWorkerThread()
{
//DoSomethingSlow();
stringpList="myThread线程调用UI控件";
label1.BeginInvoke(newSystem.EventHandler(UpdateUI),pList);
}
//直接用System.EventHandler,没有必要自定义委托
privatevoidUpdateUI(objecto,System.EventArgse)
{
//UI线程设置label1属性
label1.Text=o.ToString()+"成功!";
}
三、包装Control.Invoke
虽然第二个方法中的代码解决了这个问题，但它相当繁琐。如果辅助线程希望在结束时提供更多的反馈信息，而不是简单地给出“Finished!”消息，则BeginInvoke过于复杂的使用方法会令人生畏。为了传达其他消息，例如“正在处理”、“一切顺利”等等，需要设法向UpdateUI函数传递一个参数。可能还需要添加一个进度栏以提高反馈能力。这么多次调用BeginInvoke可能导致辅助线程受该代码支配。这样不仅会造成不便，而且考虑到辅助线程与UI的协调性，这样设计也不好。对这些进行分析之后，我们认为包装函数可以解决这两个问题。
privateThreadmyThread;
privatevoidForm1_Load(objectsender,EventArgse)
{
myThread=newThread(newThreadStart(RunsOnWorkerThread));
myThread.Start();
}
privatevoidRunsOnWorkerThread()
{
////DoSomethingSlow();
for(inti=0;i<100;i++)
{
ShowProgress(Convert.ToString(i)+"%",i);
Thread.Sleep(100);
}
}
publicvoidShowProgress(stringmsg,intpercentDone)
{
//WraptheparametersinsomeEventArgs-derivedcustomclass:
System.EventArgse=newMyProgressEvents(msg,percentDone);
object[]pList={this,e};
BeginInvoke(newMyProgressEventsHandler(UpdateUI),pList);
}
privatedelegatevoidMyProgressEventsHandler(objectsender,MyProgressEventse);
privatevoidUpdateUI(objectsender,MyProgressEventse)
{
lblStatus.Text=e.Msg;
myProgressControl.Value=e.PercentDone;
}
publicclassMyProgressEvents:EventArgs
{
publicstringMsg;
publicintPercentDone;
publicMyProgressEvents(stringmsg,intper)
{
Msg=msg;
PercentDone=per;
}
}
ShowProgress方法对将调用引向正确线程的工作进行封装。这意味着辅助线程代码不再担心需要过多关注UI细节，而只要定期调用ShowProgress即可。
如果我提供一个设计为可从任何线程调用的公共方法，则完全有可能某人会从UI线程调用这个方法。在这种情况下，没必要调用BeginInvoke，因为我已经处于正确的线程中。调用Invoke完全是浪费时间和资源，不如直接调用适当的方法。为了避免这种情况，Control类将公开一个称为InvokeRequired的属性。这是“只限UI线程”规则的另一个例外。它可从任何线程读取，如果调用线程是UI线程，则返回假，其他线程则返回真。这意味着我可以按以下方式修改包装：
publicvoidShowProgress(stringmsg,intpercentDone)
{
if(InvokeRequired)
{
//Asbefore
//...
}
else
{
//We'realreadyontheUIthreadjust
//callstraightthrough.
UpdateUI(this,newMyProgressEvents(msg,PercentDone));
}
}
线程打开窗体的问题:
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.ComponentModel;
usingSystem.Data;
usingSystem.Drawing;
usingSystem.Text;
usingSystem.Windows.Forms;
namespaceWindowsApplication36
{
publicpartialclassForm1:Form
{
publicForm1()
{
InitializeComponent();
}
privatevoidForm1_Load(objectsender,EventArgse)
{
}
privatevoidbutton1_Click(objectsender,EventArgse)
{
newSystem.Threading.Thread(newSystem.Threading.ThreadStart(invokeShow)).Start();
}
publicvoidinvokeShow()
{
Formf1=newForm();
this.Invoke(newSystem.EventHandler(this.showForm),newobject[]{f1,null});
}
publicvoidshowForm(objectsender,EventArgse)
{
Formf1=senderasForm;
f1.ShowDialog();
}
}
}