利刃 MVVMLight 8：DispatchHelper在多线程和调度中的使用

     在应用程序中，线程可以被看做是应用程序的一个较小的执行单位。每个应用程序都至少拥有一个线程，我们称为主线程，这是在启动时调用应用程序的主方法时由操作系统分配启动的线程。

     当调用和操作主线程的时候，该操作将动作添加到一个队列中。每个操作均按照将它们添加到队列中的顺序连续执行，但是可以通过为这些动作指定优先级来影响执行顺序，而负责管理此队列的对象称之为线程调度程序。

在很多情况下，我们启动新的线程主目的是执行操作（或等待某个操作的结果），而不会导致应用程序的其余部分被阻塞。密集型计算操作、高并发I/O操作等都是这种情况，所以现在的复杂应用程序日益多线程化了。

     当我们启动一个应用程序并创建对象时，就会调用构造函数方法所在的线程，对于 UI 元素，在加载 XAML 文档时，XAML 分析器会创建基于这些UI元素的对象。所以所有的对象（包括UI元素）的创建都归属于当前的主线程，当然也只有主线程可以访问他们。

但在实际情况中，有很多情况是要假手其他线程来处理的。

比如在一个长交互中，我们可能需要而外的线程来处理复杂的执行过程，以免造成线程阻塞，给用户界面卡死的错觉。

 

 

比如下面这个例子，我们使用委托的方式模拟用户执行数据创建的操作：

调用CreateUserInfoHelper帮助类 和 执行 CreateProcess方法 的代码如下：

1    UserParam up = new UserParam() { UserAdd = txtUserAdd.Text, UserName = txtUserName.Text, UserPhone = txtUserPhone.Text, UserSex = txtUserSex.Text };
2    CreateUserInfoHelper creatUser = new CreateUserInfoHelper(up);
3    creatUser.CreateProcess += new EventHandler(CreateProcess); //注册事件
4    creatUser.Create();
5    processPanel.Visibility = Visibility.Visible; 

 1    private void CreateProcess(object sender, CreateUserInfoHelper.CreateArgs args)//响应时间执行
 2         {
 3                 processBar.Value = args.process;
 4                 processInfo.Text = String.Format("创建进度：{0}/100",args.process);
 5                 if (args.isFinish)
 6                 {
 7                     if (args.userInfo != null)
 8                     {
 9                         ObservableCollection data = (ObservableCollection)dg.DataContext;
10                         data.Add(args.userInfo);
11                         dg.DataContext = data;
12                     }
13                     processPanel.Visibility = Visibility.Hidden;
14                     ClearForm();
15                 }
16         }

  CreateUserInfoHelper帮助类代码如下：

 1    public class CreateUserInfoHelper
 2     {
 3         //执行进度事件（响应注册的事件）
 4         public event EventHandler CreateProcess;        
 5         
 6         //待创建信息
 7         public UserParam up { get; set; }       
 8         
 9         public CreateUserInfoHelper(UserParam _up)
10         {
11             up = _up;
12         }
13 
14         public void Create()
15         {
16             Thread t = new Thread(Start);//抛出一个行线程
17             t.Start();
18         }
19 
20         private void Start()
21         {
22             try
23             {
24                 //ToDo：编写创建用户的DataAccess代码
25                 for (Int32 idx = 1; idx <= 10; idx++)
26                 {
27                     CreateProcess(this, new CreateArgs()
28                     {
29                         isFinish = ((idx == 10) ? true : false),
30                         process = idx * 10,
31                         userInfo =null
32                     });
33                     Thread.Sleep(1000);
34                 }
35 
36                 CreateProcess(this, new CreateArgs()
37                 {
38                     isFinish = true,
39                     process = 100,
40                     userInfo =up
41                 });
42             }
43             catch (Exception ex)
44             {
45                 CreateProcess(this, new CreateArgs()
46                 {
47                     isFinish = true,
48                     process = 100,
49                     userInfo = null
50                 });
51             }
52         }
53 
54         /// 

55         /// 创建步骤反馈参数
56         /// 
57         public class CreateArgs : EventArgs
58         {
59             /// 

60             /// 是否创建结束
61             /// 
62             public Boolean isFinish { get; set; }
63             /// 

64             /// 进度
65             /// 
66             public Int32 process { get; set; }
67             /// 

68             /// 处理后的用户信息
69             /// 
70             public UserParam userInfo { get; set; }
71         }
72     }

 目的很简单：就是在创建用户信息的时候，使用另外一个线程执行创建工作，最后将结果呈现在试图列表上，而在这个创建过程中会相应的呈现进度条。

来看下效果：

立马报错了，原因很简单，在创建对象时，该操作发生在调用CreateUserInfoHelper帮助类方法所在的线程中。

对于 UI 元素，在加载 XAML 文档时，XAML 分析器会创建对象。所有这一切都在主线程上进行。因此，所有这些 UI 元素都属于主线程，这也通常称为 UI 线程。

当先前代码中的后台线程尝试修改 UI主线程的元素 属性时，则会导致非法的跨线程访问。因此会引发异常。

 

解决办法就是去通知主线程来处理UI, 通过向主线程的Dispatcher队列注册工作项，来通知UI线程更新结果。

Dispatcher提供两个注册工作项的方法：Invoke 和 BeginInvoke。

这两个方法均调度一个委托来执行。Invoke 是同步调用，也就是说，直到 UI 线程实际执行完该委托它才返回。BeginInvoke是异步的，将立即返回。

所以我们修改上面的代码如下：

 1  private void CreateProcess(object sender, CreateUserInfoHelper.CreateArgs args)
 2         {
 3             this.Dispatcher.BeginInvoke((Action)delegate()
 4             {
 5                 processBar.Value = args.process;
 6                 processInfo.Text = String.Format("创建进度：{0}/100",args.process);
 7                 if (args.isFinish)
 8                 {
 9                     if (args.userInfo != null)
10                     {
11                         ObservableCollection data = (ObservableCollection)dg.DataContext;
12                         data.Add(args.userInfo);
13                         dg.DataContext = data;
14                     }
15                     processPanel.Visibility = Visibility.Hidden;
16                     ClearForm();
17                 }
18             });
19         }

  结果如下：

实现异步执行的结果。

MVVM 应用程序中的调度

当从 ViewModel 执行后台操作时，情况略有不同。通常，ViewModel 不从 DispatcherObject 继承。它们是执行 INotifyPropertyChanged 接口的 Plain Old CLR Objects (POCO)。

因为 ViewModel 是一个 POCO，它不能访问 Dispatcher 属性，因此我需要通过另一种方式来访问主线程，以将操作加入队列中。这是 MVVM Light DispatcherHelper 组件的作用。

实际上，该类所做的是将主线程的调度程序保存在静态属性中，并公开一些实用工具方法，以便通过便捷且一致的方式访问。为了实现正常功能，需要在主线程上初始化该类。

最好应在应用程序生命周期的初期进行此操作，使应用程序一开始便能够访问这些功能。通常，在 MVVM Light 应用程序中，DispatcherHelper 在 App.xaml.cs 中进行初始化，App.xaml.cs 是定义应用程序启动类的文件。在 Windows Phone 中，在应用程序的主框架刚刚创建之后，在 InitializePhoneApplication 方法中调用 Dispatcher­Helper.Initialize。在 WPF 中，该类是在 App 构造函数中进行初始化的。在 Windows 8 中，在窗口激活之后便立刻在 OnLaunched 中调用 Initialize 方法。

完成了对 DispatcherHelper.Initialize 方法的调用后，DispatcherHelper 类的 UIDispatcher 属性包含对主线程的调度程序的引用。相对而言很少直接使用该属性，但如果需要可以这样做。但最好使用 CheckBeginInvokeOnUi 方法。此方法将委托视为参数。

所以将上述代码改装程：

View代码（学过Bind和Command之后应该很好理解下面这段代码，没什么特别的）：

 1     
 2         
 3             
 8         
 9 
10         
11         "Stretch" VerticalAlignment="Stretch" >
12             "{StaticResource ProcessBarBorder}" Padding="5" Visibility="{Binding IsWaitingDisplay,Converter={StaticResource boolToVisibility}}" Panel.ZIndex="999" HorizontalAlignment="Center"  VerticalAlignment="Center" Height="50">
13                 "Vertical" VerticalAlignment="Center" >
14                     "{Binding ProcessRange}" Maximum="100" Width="400" Height="5" >
15                     "{Binding ProcessRange,StringFormat='执行进度:\{0\}/100'}" Margin="0,10,0,0" >
16                 
17             
18         
19 
20         "Vertical" IsEnabled="{Binding IsEnableForm}" >
21             
22                 "{Binding UserList}" AutoGenerateColumns="False" CanUserAddRows="False" 
23                                       CanUserSortColumns="False" Margin="10" AllowDrop="True" IsReadOnly="True" >
24                     
25                         "学生姓名" Binding="{Binding UserName}" Width="100" />
26                         "学生家庭地址"  Binding="{Binding UserAdd}" Width="425" >
27                             
28                                 
32                             
33                         
34                         "电话" Binding="{Binding UserPhone}" Width="100" />
35                         "性别" Binding="{Binding UserSex}" Width="100" />
36                     
37                 
38             
39 
40             "Horizontal"  Margin="10,10,10,10">
41                 "Vertical" Margin="0,0,10,0" >
42                     "Horizontal" Margin="0,0,0,5" >
43                         "学生姓名" Width="80" >
44                         "{Binding User.UserName}" Width="200" />
45                     
46                     "Horizontal" Margin="0,0,0,5">
47                         "学生电话" Width="80" >
48                         "{Binding User.UserPhone}" Width="200" />
49                     
50                     "Horizontal" Margin="0,0,0,5">
51                         "学生家庭地址" Width="80">
52                         "{Binding User.UserAdd}" Width="200"/>
53                     
54                     "Horizontal" Margin="0,0,0,5" >
55                         "学生性别" Width="80" >
56                         "{Binding User.UserSex}" Width="200" />
57                     
58                     
59                         "提交" Width="100" Command="{Binding AddRecordCmd}" >
60                     
61                 
62             
63 
64         
65     

 

ViewModel代码：

（先初始化 DispatcherHelper，再调用 CheckBeginInvokeOnUI 方法来实现对UI线程的调度）

  1  public class DispatcherHelperViewModel:ViewModelBase
  2     {
  3         /// 

  4         /// 构造行数
  5         /// 
  6         public DispatcherHelperViewModel()
  7         {
  8             InitData();
  9             DispatcherHelper.Initialize();
 10         }
 11 
 12 
 13         #region 全局属性
 14 
 15         private ObservableCollection userList;
 16         /// 

 17         /// 数据列表
 18         /// 
 19         public ObservableCollection UserList
 20         {
 21             get { return userList; }
 22             set { userList = value; RaisePropertyChanged(() => UserList); }
 23         }               
 24 
 25         private UserParam user;
 26         /// 

 27         /// 当前用户信息
 28         /// 
 29         public UserParam User
 30         {
 31             get { return user; }
 32             set { user = value; RaisePropertyChanged(()=>User); }
 33         }
 34 
 35 
 36         private Boolean isEnableForm;
 37         /// 

 38         /// 是否表单可用
 39         /// 
 40         public bool IsEnableForm
 41         {
 42             get { return isEnableForm; }
 43             set { isEnableForm = value; RaisePropertyChanged(()=>IsEnableForm); }
 44         }
 45         
 46         private Boolean isWaitingDisplay;
 47         /// 

 48         /// 是都显示延迟旋转框
 49         /// 
 50         public bool IsWaitingDisplay
 51         {
 52             get{ return isWaitingDisplay; }
 53             set{ isWaitingDisplay = value; RaisePropertyChanged(()=>IsWaitingDisplay);}
 54         }
 55         
 56         private Int32 processRange;
 57         /// 

 58         /// 进度比例
 59         /// 
 60         public int ProcessRange
 61         {
 62             get { return processRange; }
 63             set { processRange = value; RaisePropertyChanged(()=>ProcessRange);}
 64         }
 65 
 66         #endregion
 67 
 68 
 69         #region 全局命令
 70         private RelayCommand addRecordCmd;
 71         /// 

 72         /// 添加资源
 73         /// 
 74         public RelayCommand AddRecordCmd
 75         {
 76             get
 77             {
 78                 if (addRecordCmd == null) addRecordCmd = new RelayCommand(()=>ExcuteAddRecordCmd());                    
 79                 return addRecordCmd;
 80             }
 81             set
 82             {
 83                 addRecordCmd = value;
 84             }
 85         }
 86         #endregion
 87 
 88 
 89         #region 辅助方法
 90         /// 

 91         /// 初始化数据
 92         /// 
 93         private void InitData()
 94         {
 95             UserList = new ObservableCollection()
 96             {
 97                  new UserParam(){ UserName="周杰伦", UserAdd="周杰伦地址", UserPhone ="88888888", UserSex="男" },
 98                  new UserParam(){ UserName="刘德华", UserAdd="刘德华地址", UserPhone ="88888888", UserSex="男" },
 99                  new UserParam(){ UserName="刘若英", UserAdd="刘若英地址", UserPhone ="88888888", UserSex="女" }
100             };
101             User = new UserParam();
102             IsEnableForm = true;
103             IsWaitingDisplay = false;
104         }
105 
106         /// 

107         /// 执行命令
108         /// 
109         private void ExcuteAddRecordCmd()
110         {
111             UserParam up = new UserParam { UserAdd = User.UserAdd, UserName = User.UserName, UserPhone = User.UserPhone, UserSex = User.UserSex };
112             CreateUserInfoHelper creatUser = new CreateUserInfoHelper(up);
113             creatUser.CreateProcess += new EventHandler(CreateProcess);
114             creatUser.Create();
115             IsEnableForm = false;
116             IsWaitingDisplay = true;
117         }
118         
119         /// 

120         /// 创建进度
121         /// 
122         /// 
123         /// 
124         private void CreateProcess(object sender, CreateUserInfoHelper.CreateArgs args)
125         {
126             DispatcherHelper.CheckBeginInvokeOnUI(() =>
127             {
128                 if (args.isFinish)
129                 {
130                     if (args.userInfo != null)
131                     {
132                         UserList.Add(args.userInfo);
133                     }
134 
135                     IsEnableForm = true;
136                     IsWaitingDisplay = false;
137                 }
138                 else
139                 {
140                     ProcessRange = args.process;
141                 }                
142             });
143         }
144         #endregion
145 
146     }

 结果如下：

 

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