c#多线程(UI线程,控件显示更新) Invoke和BeginInvoke 区别

2022-07-16 19:08:24

如果只是直接使用子线程访问UI控件，直接看内容三，如果想深入了解从内容一看起。

一、Control.Invoke和BeginInvoke方法的区别

先上总结:

Control.Invoke 方法 (Delegate) :在拥有此控件的基础窗口句柄的线程上执行指定的委托。但委托的内容在UI线程上执行。

Control.BeginInvoke 方法 (Delegate) :在创建控件的基础句柄所在线程上异步执行指定委托。但委托的内容在UI线程上执行。

(一）Control的Invoke和BeginInvoke
我们要基于以下认识：
（1）Control的Invoke和BeginInvoke与Delegate的Invoke和BeginInvoke是不同的。
（2）Control的Invoke和BeginInvoke的参数为delegate，委托的方法是在Control的线程上执行的，也就是我们平时所说的UI线程。

我们以代码(一)来看(Control的Invoke)
private delegate void InvokeDelegate();
private void InvokeMethod(){
   //C代码段
}
private void butInvoke_Click(object sender, EventArgs e) {
   //A代码段.......
   this.Invoke(new InvokeDelegate(InvokeMethod));
   //B代码段......
}
你觉得代码的执行顺序是什么呢?记好Control的Invoke和BeginInvoke都执行在主线程即UI线程上
A------>C---------------->B
解释：(1)A在UI线程上执行完后，开始Invoke，Invoke是同步
(2)代码段B并不执行，而是立即在UI线程上执行InvokeMethod方法，即代码段C。
(3)InvokeMethod方法执行完后，代码段C才在UI线程上继续执行。

看看代码(二)，Control的BeginInvoke
private delegate void BeginInvokeDelegate();
private void BeginInvokeMethod(){
   //C代码段
}
private void butBeginInvoke_Click(object sender, EventArgs e) {
   //A代码段.......
   this.BeginInvoke(new BeginInvokeDelegate(BeginInvokeMethod));
   //B代码段......
}
你觉得代码的执行顺序是什么呢?记好Control的Invoke和BeginInvoke都执行在主线程即UI线程上
A----------->B--------------->C慎重，这个只做参考。。。。。，我也不肯定执行顺序，如果有哪位达人知道的话请告知。
解释：：(1)A在UI线程上执行完后，开始BeginInvoke，BeginInvoke是异步
(2)InvokeMethod方法，即代码段C不会执行，而是立即在UI线程上执行代码段B。
(3)代码段B执行完后(就是说butBeginInvoke_Click方法执行完后)，InvokeMethod方法，即代码段C才在UI线程上继续执行。

由此，我们知道：
Control的Invoke和BeginInvoke的委托方法是在主线程，即UI线程上执行的。也就是说如果你的委托方法用来取花费时间长的数据，然后更新界面什么的，千万别在UI线程上调用Control.Invoke和Control.BeginInvoke，因为这些是依然阻塞UI线程的，造成界面的假死。

那么，这个异步到底是什么意思呢?

异步是指相对于调用BeginInvoke的线程异步，而不是相对于UI线程异步，你在UI线程上调用BeginInvoke ，当然不行了。－－－－摘自"Invoke和BeginInvoke的真正涵义"一文中的评论。
BeginInvoke的原理是将调用的方法Marshal成消息，然后调用Win32 API中的RegisterWindowMessage()向UI窗口发送消息。－－－－摘自"Invoke和BeginInvoke的真正涵义"一文中的评论。

(二)我们用Thread来调用BeginInvoke和Invoke
我们开一个线程，让线程执行一些耗费时间的操作，然后再用Control.Invoke和Control.BeginInvoke回到用户UI线程，执行界面更新。

代码(三) Thread调用Control的Invoke
private Thread invokeThread;
private delegate void invokeDelegate();
private void StartMethod(){
   //C代码段......
   Control.Invoke(new invokeDelegate(invokeMethod));

【上面这句话作用是把消息发送给UI线程，然后在这个点阻塞，等UI线程处理完发送的消息后才继续往下执行，特别适合阻塞更新UI控件】

//D代码段......
}
private void invokeMethod(){
//E代码段
}
private void butInvoke_Click(object sender, EventArgs e) {
//A代码段.......
invokeThread = new Thread(new ThreadStart(StartMethod));

invokeThread.Start();

//B代码段......
}
你觉得代码的执行顺序是什么呢?记好Control的Invoke和BeginInvoke都执行在主线程即UI线程上
A------>(Start一开始B和StartMethod的C就同时执行)---->(C执行完了，不管B有没有执行完，invokeThread把消息封送(invoke)给UI线程，然后自己等待)---->UI线程处理完butInvoke_Click消息后，处理invokeThread封送过来的消息，执行invokeMethod方法，即代码段E，处理往后UI线程切换到invokeThread线程。
这个Control.Invoke是相对于invokeThread线程同步的，阻止了其运行。

解释：
1。UI执行A
2。UI开线程InvokeThread，B和C同时执行，B执行在线程UI上，C执行在线程invokeThread上。
3。invokeThread封送消息给UI，然后自己等待，UI处理完消息后，处理invokeThread封送的消息，即代码段E
4。UI执行完E后，转到线程invokeThread上，invokeThread线程执行代码段D

代码(四) Thread调用Control的BeginInvoke
private Thread beginInvokeThread;
private delegate void beginInvokeDelegate();
private void StartMethod(){
//C代码段......
Control.BeginInvoke(new beginInvokeDelegate(beginInvokeMethod));

【上面这句话作用是把消息发送给UI线程，然后不阻塞继续往下执行D代码，也就是不再管发送的消息了，UI线程处理完自己的事情后会处理这个发送的消息，一般很少用这种方法更新UI控件，因为一般情况下都要求阻塞次（子）线程更新的UI控件的，只要不阻塞UI主（父）线程，让用户感觉不到界面死机就行。】

//D代码段......
}
private void beginInvokeMethod(){
//E代码段
}
private void butBeginInvoke_Click(object sender, EventArgs e) {
   //A代码段.......
   beginInvokeThread = new Thread(new ThreadStart(StartMethod));
   beginInvokeThread .Start();
   //B代码段......
}
你觉得代码的执行顺序是什么呢?记好Control的Invoke和BeginInvoke都执行在主线程即UI线程上
A在UI线程上执行----->beginInvokeThread线程开始执行，UI继续执行代码段B，并发地invokeThread执行代码段C-------------->不管UI有没有执行完代码段B，这时beginInvokeThread线程把消息封送给UI，单自己并不等待，继续向下执行-------->UI处理完butBeginInvoke_Click消息后，处理beginInvokeThread线程封送过来的消息。

解释：
1。UI执行A
2。UI开线程beginInvokeThread，B和C同时执行，B执行在线程UI上，C执行在线程beginInvokeThread上。
3。beginInvokeThread封送消息给UI，然后自己继续执行代码D，UI处理完消息后，处理invokeThread封送的消息，即代码段E
有点疑问：如果UI先执行完毕，是不是有可能过了段时间beginInvokeThread才把消息封送给UI，然后UI才继续执行封送的消息E。如图浅绿的部分。

Control的BeginInvoke是相对于调用它的线程，即beginInvokeThread相对是异步的。
因此，我们可以想到。如果要异步取耗费长时间的数据，比如从数据库中读大量数据，我们应该这么做。
(1)如果你想阻止调用线程，那么调用代码(三)，代码段D删掉，C改为耗费长时间的操作，因为这个操作是在另外一个线程中做的。代码段E改为更新界面的方法。
(2)如果你不想阻止调用线程，那么调用代码(四)，代码段D删掉，C改为耗费长时间的操作，因为这个操作是在另外一个线程中做的。代码段E改为更新界面的方法。

文章转自：http://www.cnblogs.com/mashang/archive/2009/08/01/1536730.html

二、有了一点上面的知识，来看“C#多线程异步访问winform中控件（为了加深对上面的理解，但还不是最简单的方法，最简单的方法见下面）”:

转自：http://blog.csdn.net/ajrm0925/article/details/5314099

我们在做winform应用的时候，大部分情况下都会碰到使用多线程控制界面上控件信息的问题。然而我们并不能用传统方法来做这个问题，下面我将详细的介绍。

首先来看传统方法：

public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            Thread thread = new Thread(ThreadFuntion);
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }
        private void ThreadFuntion()
        {
            while (true)
            {
                this.textBox1.Text = DateTime.Now.ToString();
                Thread.Sleep(1000);
            }
        }
    }

运行这段代码，我们会看到系统抛出一个异常：Cross-thread operation not valid:Control 'textBox1' accessed from a thread other than the thread it was created on. 这是因为.net 2.0以后加强了安全机制，不允许在winform中直接跨线程访问控件的属性。那么怎么解决这个问题呢，下面提供几种方案。

第一种方案，我们在Form1_Load()方法中加一句代码：

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
       {
            Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
            Thread thread = new Thread(ThreadFuntion);
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }
      加入这句代码以后发现程序可以正常运行了。这句代码就是说在这个类中我们不检查跨线程的调用是否合法（如果没有加这句话运行也没有异常，那么说明系统以及默认的采用了不检查的方式）。然而，这种方法不可取。我们查看CheckForIllegalCrossThreadCalls 这个属性的定义，就会发现它是一个static的，也就是说无论我们在项目的什么地方修改了这个值，他就会在全局起作用。而且像这种跨线程访问是否存在异常，我们通常都会去检查。如果项目中其他人修改了这个属性，那么我们的方案就失败了，我们要采取另外的方案。

第二种方案，就是使用delegate和invoke来从其他线程中控制控件信息。网上有很多人写了这种控制方式，然而我看了很多这种帖子，表明上看来是没有什么问题的，但是实际上并没有解决这个问题，首先来看网络上的那种不完善的方式：

public partial class Form1 : Form
    {
        private delegate void FlushClient();//代理
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            Thread thread = new Thread(CrossThreadFlush);

thread.IsBackground=true;
thread.Start();
}

private void CrossThreadFlush()
        {
            //将代理绑定到方法
            FlushClient fc = new FlushClient(ThreadFuntion);
            this.BeginInvoke(fc);//调用代理【注意this只Form窗体，所以也是一个Control，具有BeginInvoke方法，并且在UI线程中执行代理fc】
        }
        private void ThreadFuntion()
        {
            while (true)
            {
                this.textBox1.Text = DateTime.Now.ToString();
                Thread.Sleep(1000);
            }
        }
    }

使用这种方式我们可以看到跨线程访问的异常没有了。但是新问题出现了，界面没有响应了。为什么会出现这个问题，我们只是让新开的线程无限循环刷新，理论上应该不会对主线程产生影响的。其实不然，这种方式其实相当于把这个新开的线程“注入”到了主控制线程中，它取得了主线程的控制。只要这个线程不返回，那么主线程将永远都无法响应。就算新开的线程中不使用无限循环，使可以返回了。这种方式的使用多线程也失去了它本来的意义。

第三种方案，现在来让我们看看推荐的解决方案：

private void CrossThreadFlush()
        {
            while (true)
            {
                //将sleep和无限循环放在等待异步的外面
                Thread.Sleep(1000);
                ThreadFunction();
            }
        }
        private void ThreadFunction()
        {
            if (this.textBox1.InvokeRequired)//等待异步
            {
                FlushClient fc = new FlushClient(ThreadFunction);
                this.Invoke(fc);//通过代理调用刷新方法【注意this只Form窗体，所以也是一个Control，具有BeginInvoke方法，并且在UI线程中执行代理fc】
            }
            else
            {
                this.textBox1.Text = DateTime.Now.ToString();
            }
        }
    }

运行上述代码，我们可以看到问题已经被解决了，通过等待异步，我们就不会总是持有主线程的控制，这样就可以在不发生跨线程调用异常的情况下完成多线程对winform多线程控件的控制了。

三、最简单的C#多线程异步访问winform中控件的方法，其实就是对上面“推荐的方案进行总结和简化的来的”

转自：http://blog.csdn.net/ajrm0925/article/details/5314195

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    ThreadStart ts = new ThreadStart(add);
    Thread th = new Thread(ts);
    th.Start(); 【启动子线程add】
}

delegate void DelChangText(string ss); //【先声明一个代理，是一个类型】

void add() 【这是在子线程中执行的内容】
{
   int a = 1;
   int b = 2;
   string sum = Convert.ToString(a + b);
   // 计算完成需要在一个文本框里显示
   this.BeginInvoke(new DelChangText(intoText), sum); //【从add子线程转到UI主线程执行intoText方法，这里也可以使用this.Invoke，至于区别见大标题一】

//或改为intoText(sum);执行结果也正确
}

void intoText(string sum) //【再写对控件进行操作的方法，注意它的一般固定写法】
{
   if (this.InvokeRequired) //借助this即Form对象来判断正在执行的代码是不是在UI线程中，如果是在UI线程，则说明没在异步调用，所以条件为假
   {
      this.BeginInvoke(new DelChangText(intoText), sum); //【this是Form控件，所以changText会在UI线程中执行，不懂的看大标题一和二】

   }
   else
   {
      textBox1.Text = sum;
   }
}

解释：从上面代码来看if (this.InvokeRequired)似乎是多余的因为子线程add中使用了this.BeginInvoke转到UI线程中执行inntoText方法，所以if (this.InvokeRequired)条件判断永远为假，但这样写安全，谁能保证子线程中开启的inntoText方法在UI线程中执行呢。

其实可以把上面add方法中的this.BeginInvoke改为直接执行intoText试试看，是不是进入到if语句中了。此时执行也是正确的。

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