[复习].net的Invoke

话说接触.net一年有余，发觉身边许多用.net的人都不知道“线程”这回事，他们写的程序都是单线程的，从不考虑把一个耗时较多的操作放到一个工作线程中，所以一旦数据库操作长时间没反应，程序界面也就跟着卡死了……而线程对于有着多年Windows编程经验的我来说，再熟悉不过。

一般来说，程序的界面处理是用一个线程（通常同时作为主线程），而工作线程则可能有好几个，比较理想的情况下据说是跟CPU的个数（现在准确说是跟CPU的核心数）相同，工作线程负责一些比较耗时的处理，如量较大的IO读写操作，工作线程一般不会操作界面元素，如果需要操作，则是通过向界面线程发消息的方式，而不是直接控制界面元素。

我记得在Windows编程（C++）中，并没有一个硬性规定说工作线程一定不能操作界面元素，但我们通常确实不会那么干，因为这样的话实际操作起来会有一些不可预知的问题，如工作线程莫名其妙被卡死，界面失去响应或者不按预期刷新等，所以界面元素的处理（包括绘制和响应用户操作）都由一个线程来做，工作线程还是老老实实“干活”去，别越俎代庖，至于如何把工作的进度“汇报”到界面上去，那就只能通过“打报告”，即发送消息，而且只能用PostMessage，不可用SendMessage，因为SendMessage会阻塞线程等待返回。这不是唯一的做法，但却是最正统的做法。（SendMessage和PostMessage是Windows的两个原生API函数，可用C/C++直接调用）

到了.net（无论是Winform还是WPF），微软用了两个方法对PostMessage进行了封装，分别是Invoke和BeginInvoke，Invoke的行为类似于SendMessage（其实底层上还是用PostMessage来实现，只是调用完之后就直觉开始等待），而BeginInvoke的行为则类似PostMessage。先来看这么一个最简单的例子：界面上有一个进度条progressBarExecuting，有一个按钮buttonExecuteManually，点击一下按钮，进度条前进10，我们这么写：

        public void SetProgress(int iProgress)
        {
            progressBarExecuting.Value += iProgress;
        }

        private void buttonExecuteManually_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            SetProgress(10);
        }

BeginInvoke在单线程程序中的用法

上面的代码没有任何问题，但我现在假设SetProgress是个比较耗时的操作，我不希望我对Click事件的处理被卡在这个上面，我希望buttonExecuteManually_Click立即结束，不管SetProgress到底执行如何，这怎么办？这时候虽然没有涉及到多线程，但BeginInvoke就可以派上用场了。

        private delegate void SetProgressMethod(int iProgress);

        public void SetProgress(int iProgress)
        {
            Debug.WriteLine("[{0}]SetProgress是个耗时的动作", DateTime.Now.TimeOfDay.TotalSeconds);
            Thread.Sleep(5000);
            progressBarExecuting.Value += iProgress;
            Debug.WriteLine("[{0}]SetProgress结束", DateTime.Now.TimeOfDay.TotalSeconds);
        }

        private void buttonExecuteManually_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            Dispatcher.BeginInvoke(new SetProgressMethod(SetProgress), 10);
            Debug.WriteLine("[{0}]buttonExecuteManually_Click结束", DateTime.Now.TimeOfDay.TotalSeconds);
        }

Debug输出结果:

[86295.9374504]buttonExecuteManually_Click结束
[86295.9384504]SetProgress是个耗时的动作
[86300.9394504]SetProgress结束

从这可以看出，Click事件的处理无需等待SetProgress，它直接结束掉了，这个在某些场合特别有用，如在处理一些需要及时返回的鼠标事件的时候，UI编程做多了自然能够体会到这点。

使用Timer更新界面

现在我换一种方式更新进度条，那就是使用Timer，点击按钮激活Timer，并让每100ms，进度条前进2。

        private Timer m_timerTest;
        
        private void buttonExecuteByTimer_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (m_timerTest != null)
            {
                m_timerTest.Dispose();
            }
            progressBarExecuting.Value = 0;
            m_timerTest = new Timer(TestTimerCallback, null, 0, 100);
        }
        
        public void SetProgress(int iProgress)
        {
            progressBarExecuting.Value += iProgress;
        }

        public void TestTimerCallback(Object state)
        {
            SetProgress(2);
        }

运行，出错了：

很显然，Timer并不属于界面线程，如果直接在Timer的线程中处理界面元素的显示，就会出错。另外这是跟标准的Windows编程很不一样的地方，标准的Windows编程，Timer并不是一个线程，而是向系统注册一个Timer之后，由系统定时往线程消息队列中插入WM_TIMER消息来实现的，在.net中改作独立线程的原因我想是因为需要更少的界面干预吧，纯猜测。

那么正确的做法应该是怎样呢？很简单，稍微改一点点代码：

        private delegate void SetProgressMethod(int iProgress);

        public void TestTimerCallback(Object state)
        {
            Dispatcher.BeginInvoke(new SetProgressMethod(SetProgress), 2);
        }

这样就OK了，这是WPF的情况，如果使用的是WinForm，那就调用对应Control的BeginInvoke。那，这里用Invoke行不行？当然行，但通常我们会用BeginInvoke，因为如前面所说，Invoke是阻塞的，其作用没BeginInvoke大。

使用一个独立线程更新界面

其实跟同Timer没什么差别，Timer是线程，线程更是线程，对不？

        private Thread m_threadTest;
        private AutoResetEvent m_eventStop = new AutoResetEvent(false); 
        private delegate void SetProgressMethod(int iProgress);
        
        public void TestThread()
        {
            do
            {
                if (m_eventStop.WaitOne(100))
                    return;
                Dispatcher.BeginInvoke(new SetProgressMethod(SetProgress), 2);
            } while (true);
        }

        private void buttonExecuteByThread_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            progressBarExecuting.Value = 0;
            m_threadTest = new Thread(TestThread);
            m_threadTest.Start();
        }
        
        private void Window_Closed(object sender, EventArgs e)
        {
            m_eventStop.Set();
        }

和Timer不同之处是这里用了一个AutoResetEvent，其初始是无信号的，在窗口关闭时候将其变为有信号，这样工作线程会收到这个信号，并“优雅地”return，而不是Terminate。

其它情况

有时候你还会不经意地使用了线程，但并非显式地创建Thread，比如有一次我写了一个监视某个文件夹的程序，当此文件夹的文件发生变化（增加，删除，修改等）时候，我的回调函数就被调用，底层上来看，这也是开一个线程来做的，所以我的回调函数不能直接操作界面元素，必须用BeginInvoke或者Invoke。

本文为复习……