C# UI跨线程通信

在C#编程环境中,不允许在工作线程中直接对主线程(UI线程)中的控件进行更新操作。因此,稍微复杂一点的程序,跨线程更新UI界面是非常常见的。目前,一般有以下几种方法可以实现在工作线程对UI控件的更新:

  1. 通过UI线程的SynchronizationContext的Post/Send方法更新
  2. 通过UI控件的Invoke/BeginInvoke方法更新
  3. 通过BackgroundWorker取代Thread执行异步操作
  4. 通过取消线程安全检查来避免”跨线程操作异常”

1 通过UI线程的SynchronizationContext的Post/Send方法更新

使用线程上下文更新UI线程的步骤:
第一步:获取UI线程同步上下文(在窗体构造函数或FormLoad事件中
第二步:定义线程的主体方法
第三步:定义更新UI控件的方法

通过UI线程与工作线程的时序图可以看出整个更新的步骤:

C# UI跨线程通信_第1张图片

整个过程中关键的是主线程的SynchronizationContext,SynchronizationContext在通讯中充当传输者的角色。在线程执行过程中,需要更新到UI控件上的数据不再直接更新,而是通过UI线程上下文的Post/Send方法,将数据以异步/同步消息的形式发送到UI线程的消息队列;UI线程收到该消息后,根据消息是异步消息还是同步消息来决定通过异步/同步的方式调用SetTextSafePost方法直接更新自己的控件了。在本质上,向UI线程发送的消息并是不简单数据,而是一条委托调用命令。

关于SynchronizationContext的详细介绍,可以参考这篇文章:利用SynchronizationContext.Current在线程间同步上下文

2. 通过UI控件的Invoke/BeginInvoke方法更新

通过UI控件的Inovke/BeginInvoke方法同样也可以实现更新,具体步骤如下:
C# UI跨线程通信_第2张图片

这个方法是目前跨线程更新UI使用的主流方法,使用控件的Invoke/BegainInvoke方法,将委托转到UI线程上调用,实现线程安全的更新。原理与方法1类似,本质上还是把线程中要提交的消息,通过控件句柄调用委托交到UI线程中去处理。

3. 通过BackgroundWorker取代Thread执行异步操作

BackgroundWorker组件是.Net推出的一个组件,用来方便地进行跨线程的界面更新操作。以下引自MSDN:

BackgroundWorker 类允许您在单独的专用线程上运行操作。耗时的操作(如下载和数据库事务)在长时间运行时可能会导致用户界面 (UI) 似乎处于停止响应状态。如果您需要能进行响应的用户界面,而且面临与这类操作相关的长时间延迟,则可以使用 BackgroundWorker 类方便地解决问题。

具体可参见MSDN的描述:BackgroundWorker

4. 通过取消线程安全检查来避免”跨线程操作异常”

将Control类的静态属性CheckForIllegalCrossThreadCalls为false,这种方式简单粗暴,但是因为取消了跨线程的检查,可能会引起一些异常问题,因此不推荐使用。

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