C# 委托与异步调用

背景:在WinForm UI中,有时需要对控件进行比较频繁的刷新,如进度条、PictureBox显示视频等。如果在主线程进行这些刷新操作,操作还未完成就将执行下一次刷新,程序将发生错误;如果只是创建另一个线程执行这些操作,将和主线程产生竞争,造成界面锁死(因此Windows GUI编程有一个规则,就是只能通过创建控件的线程来操作控件的数据,否则就可能产生不可预料的结果)。这时候,我们就可以用委托与异步来解决这个问题。

异步:Windows窗体控件,唯一可以从创建它的线程之外的线程中调用的是Invoke()、BeginInvoke()、EndInvoke()方法和 InvokeRequired 属性。这些方法会切换到创建控件的线程上,以调用赋予一个委托参数的方法,该委托参数可以传递给这些方法。

关于Invoke()与BeginInvoke():其中BeginInvoke()、EndInvoke()方法是Invoke()方法的异步版本。

相同点:都需要一个委托对象作为参数。

不同点:Invoke()是同步方法,Invoke封送的方法被执行完毕前,Invoke()不会返回,从而调用者线程将被阻塞;需要等待UI操作执行完毕后继续执行线程时考虑使用。而BeginInvoke()相反,是异步方法,方法调后立即返回,不用等待委托方法的执行结束,主线程就不会阻塞。

Invoke方法的主要功能就是帮助你在UI线程上调用委托所指定的方法。Invoke方法首先检查发出调用的线程(即当前线程)是不是UI线程,如果是,直接执行委托指向的方法;如果不是,它将切换到UI线程,然后执行委托指向的方法。不管当前线程是不是UI线程,Invoke都阻塞直到委托指向的方法执行完毕,然后切换回发出调用的线程(如果需要的话),返回。

BeginInvoke : 开始一个异步的请求,调用线程池(ThreadPool )中一个线程来执行,方法调后立即返回,不用等待委托方法的执行结束,主线程就不会阻塞。Control.BeginInvoke方法并不会另开线程。

返回 IAsyncResult 对象(异步的核心):IAsyncResult 简单的说,他是存储异步操作状态信息的一个接口,也可以用他来结束当前异步。

注意: BeginInvoke和EndInvoke必须成对调用。即使不需要返回值,但EndInvoke还是必须调用,否则可能会造成内存泄漏。

IAsyncResult.AsyncState 属性:获取用户定义的对象,它限定或包含关于异步操作的信息。

首先,通过代码定义一个委托和下面三个示例将要调用的方法:


        //委托

        public delegate int AddDel( int a, int b);

        //加法

        static int Add( int a, int b)

        {

            Console .WriteLine("开始计算:" + a + "+" + b);

            Thread .Sleep(3000);//模拟该方法运行三秒

            Console .WriteLine("计算完成!" );

            return a + b;

        }

同步调用

委托的Invoke方法用来进行同步调用。同步调用也可以叫阻塞调用,它将阻塞当前线程,然后执行调用,调用完毕后再继续向下进行。

同步调用会阻塞线程,如果是要调用一项繁重的工作(如大量IO操作),可能会让程序停顿很长时间,造成糟糕的用户体验,这时候异步调用就很有必要了。

        static void Main(string [] args)

        {

            Console .WriteLine("===== 同步调用 SyncInvokeTest =====" );

            AddDel del = new AddDel(Add);

            int result = del.Invoke(1, 2);

            Console .WriteLine("继续做别的事情。。。" );

            Console .WriteLine(result);

            Console .ReadKey();

        }

异步调用

异步调用不阻塞线程,而是把调用塞到线程池中,程序主线程或UI线程可以继续执行。委托的异步调用通过BeginInvoke和EndInvoke来实现。

可以看到,主线程并没有等待,而是直接向下运行了。但是问题依然存在,当主线程运行到EndInvoke时,如果这时调用没有结束(这种情况很可能出现),这时为了等待调用结果,线程依旧会被阻塞。

        static void Main()

        {

            Console .WriteLine("===== 异步调用 AsyncInvokeTest =====" );

            AddDel del = new AddDel(Add);

            //IAsyncResult: 异步操作接口(interface)

            //BeginInvoke: 委托(delegate)的一个异步方法的开始

            IAsyncResult result = del.BeginInvoke(1, 2, null , null);

            Console .WriteLine("继续做别的事情......" );

            //异步操作返回

            Console .WriteLine(del.EndInvoke(result));

            Console .ReadKey();

        }

异步回调

用回调函数,当调用结束时会自动调用回调函数,解决了为等待调用结果,而让线程依旧被阻塞的局面。


        static void Main()

        {

            Console .WriteLine("===== 异步回调 AsyncInvokeTest =====" );

            AddDel del = new AddDel(Add);

            //异步操作接口(注意BeginInvoke方法的不同!)

            del.BeginInvoke(1, 2, new AsyncCallback (AddAsync), "AsyncState:OK");

            Console .WriteLine("继续做别的事情。。。" );

            Console .ReadKey();

        }

        ///

        /// 回调函数

        ///

        static void AddAsync(IAsyncResult ar)

        {

            //AsyncResult 是IAsyncResult接口的一个实现类,空间:                        System.Runtime.Remoting.Messaging

            //AsyncDelegate 属性可以强制转换为用户定义的委托的实际类。

            AddDel del = ((AsyncResult )ar).AsyncDelegate as AddDel;

            Console .WriteLine(del.EndInvoke(ar));

            Console .WriteLine(ar.AsyncState);

        }

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