Windows Forms 實現安全的多執行緒詳解

前言

首席執行官任務操作

許多種類的應用程式都需要長時間操作，比如：執行乙個列印任務，請求乙個 web service 呼叫等。使用者在這種情況下一般會去轉移做其他事情來等待任務的完成，同時還希望隨時可以監控任務的執行進度。

下面的**片斷示例了當長任務執行時使用者介面是如何被更新的。

//顯示進度條

void

showprogress( 

inttotalstep, 

intcurrentstep ) 

//執行任務

void

runtask( 

intseconds )

}private

void

_btnrun_click( 

object

sender, system.eventargs e )

當我們執行上面的程式，在整個長任務的過程中，沒有出現任何問題。這樣就真的沒有問題了嗎？當我們切換應用程式去做其他事情後再切換回來，問題就發生了！主窗體就會出現如下情況：

這個問題當然會發生，因為我們現在的應用程式是單執行緒的，因此，當執行緒首席執行官任務時，它同時也就不能重畫使用者介面了。

為什麼在我們切換應用程式後，問題才發生呢？這是因為當你切換當前應用程式到後台再切換回前台時，我們需要重畫整個使用者介面。但是應用程式正在首席執行官任務，根本沒有時間處理使用者介面的重畫，問題就會發生。

如何解決問題呢？我們需要將長任務放在後台執行，把使用者介面執行緒解放出來，因此我們需要另外乙個執行緒。

執行緒非同步操作

我們上面程式中執行按鈕的click 處理如下：

private

void

_btnrun_click( 

object

sender, system.eventargs e )

回想上面剛才問題發生的原因，直到 runtask 執行完成後返回，click 處理函式始終不能夠返回，這就意味著使用者介面不能處理重畫事件或其他任何事件。乙個解決方法就是建立另外乙個執行緒，**片斷如下：

using

system.threading;

private

int_seconds;

//執行任務工作執行緒進入點

void

runtaskthreadstart()

//通過建立工作執行緒消除使用者介面執行緒的阻塞問題

private

void

_btnrun_click( 

object

sender, system.eventargs e )

現在，我們不再需要等待 runtask 執行完成才能夠從 click 事件返回，我們建立了新的工作執行緒並讓它開始工作、執行。

runtaskthread.start(); 將我們新建立的工作執行緒排程執行並立即返回，允許我們的使用者介面執行緒重新獲得控制權執行它自己的工作。現在如果使用者再切換應用程式，因為工作執行緒在自己的空間首席執行官任務，使用者介面執行緒被解放出來處理包括使用者介面重畫的各種事件，我們上面遇到的問題就解決了。

委託非同步呼叫

在上面的**中，我們注意到，我們沒有給工作執行緒進入點（runtaskthreadstart）傳遞任何引數，我們採用宣告乙個窗體類的字段 _seconds 來給工作執行緒傳遞引數。在某種應用場合不能夠給工作執行緒直接傳遞引數也是一件非常痛苦的事情。

如何改進呢？我們可以使用委託來進行非同步呼叫。委託是支援傳遞引數的。這樣，就消除了我們剛才的問題，使我們能夠消除額外的字段宣告和額外的工作執行緒函式。

如果你不熟悉委託，你可以簡單的把它理解為安全的函式指標。採用了委託非同步呼叫，**片斷如下：

//執行任務的委託宣告

delegate

void

runtaskdelegate( 

intseconds );

//通過建立委託解決傳遞引數問題

private

void

_btnrun_click( 

object

sender, system.eventargs e )

//通過建立委託解決傳遞引數問題，通過委託的非同步呼叫消除使用者介面執行緒的阻塞問題

private

void

_btnrun_click( 

object

sender, system.eventargs e )

多執行緒安全

到這裡為止，我們已經解決了長任務的難題和傳遞引數的困擾。但是我們真的解決了全部問題嗎？回答是否定的。

我們知道 windows 程式設計中有乙個必須遵守的原則，那就是在乙個窗體建立執行緒之外的任何執行緒中都不允許操作窗體。

我們上面的程式就是存在這樣的問題：工作執行緒是在 showprogress 方法中修改了使用者介面的進度條的屬性。那為什麼程式執行沒有出現問題，執行正常呢？

沒有發生問題是因為是現在的windows xp作業系統對這類問題有非常健壯的解決方法，讓我們避免了問題的發生。但是我們現在的程式不能保證在其他的作業系統能夠執行正常！

真正的解決方法是我們能夠認識到問題所在，並在程式中加以避免。

如何避免多執行緒的窗體資源訪問的安全問題呢？其實非常簡單，有兩種方法：

一種方法就是不管執行緒是否是使用者介面執行緒，對使用者介面資源的訪問統一由委託完成；

另一種方法是在每個 windows forms 使用者介面類中都有乙個 invokerequired 屬性，它用來標識當前執行緒是否能夠直接訪問窗體資源。我們只需要檢查這個屬性的值，只有當允許直接訪問窗體資源時才直接訪問相應的資源，否則，就需要通過委託進行訪問了。

採用第一種安全的方法的**片斷如下：

//顯示進度條的委託宣告

delegate

void

showprogressdelegate( 

inttotalstep, 

intcurrentstep );

//顯示進度條

void

showprogress( 

inttotalstep, 

intcurrentstep ) 

//執行任務的委託宣告

delegate

void

runtaskdelegate( 

intseconds );

//執行任務

void

runtask( 

intseconds )

);}}

採用第二種安全的方法的**片斷如下： //

顯示進度條的委託宣告

delegate

void

showprogressdelegate( 

inttotalstep, 

intcurrentstep );

//顯示進度條

void

showprogress( 

inttotalstep, 

intcurrentstep ) 

);}else}//

執行任務的委託宣告

delegate

void

runtaskdelegate( 

intseconds );

//執行任務

void

runtask( 

intseconds )}

至此，我們用了幾個示例說明了如何首席執行官任務、如何通過多執行緒非同步處理任務進度的顯示並解決了多執行緒的安全性等問題。希望能夠給大家對理解多執行緒程式設計、委託的使用、非同步呼叫等方面提供一些幫助，也希望能和大家進行進一步的溝通和交流。

--- 安全多執行緒示例程式包

Windows Forms 實現安全的多執行緒詳解

前言 首席執行官任務操作 許多種類的應用程式都需要長時間操作，比如 執行乙個列印任務，請求乙個 web service 呼叫等。使用者在這種情況下一般會去轉移做其他事情來等待任務的完成，同時還希望隨時可以監控任務的執行進度。下面的 片斷示例了當長任務執行時使用者介面是如何被更新的。顯示進度條 voi...

Windows Forms 中實現安全的多執行緒

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