C#中的多線程與UI響應-防界面假死的多線程

一．概述

在使用C#進行應用程序設計時，經常會採用多線程的方式進行一些後臺任務的工作。對於不同的應用場景，使用的策略也不盡相同。

1.

後臺循環任務，少量UI更新：例如批量上傳文件，並提供進度。這種情況使用BackgroundWorker組件是非常好的選擇。

2.

耗時的後臺任務：這裏的耗時任務是指一個時間較長的任務，並且不能精確獲取進度，如：調用一個遠程WebService接口。這種情況可以開兩個線程，一個工作，一個更新UI（不能提供進度，只能顯示動畫表示系統在運行中）。

3.
耗時的UI任務：當工作壓力集中在UI響應上時，可以在工作者線程中增加延時，從而讓UI線程獲得響應時間。整個工作的總體時間會增加，但用戶響應效果會好很多。

 

二．後臺的循環任務，少量UI更新（詳見附1）
這種情況使用BackgroundWorker組件是最好的選擇。

 

三．後臺耗時任務

在後臺執行一個不可分解的耗時任務，需要進行界面更新，以便讓客戶看上去程序有所響應。這種情況下，UI線程一般也不知道工作線程何時結束，所以一般執行循環任務，當工作線程結束後，關閉UI線程就可以了。

Thread uithread = null;
 
private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)
{
	uithread = new Thread(new ThreadStart(this.UpdateProgressThread));
 
	uithread.Start();
 
	Thread workthread = new Thread(new ThreadStart(this.DoSomething));
	workthread.Start();
}
 
private void DoSomething()
{
	Thread.Sleep(5000);
	uithread.Abort();
	MessageBox.Show("work end");
}
 
private void UpdateProgressThread()
{
	for (int i = 0; i < 10000; i++) 
	{
    		Thread.Sleep(100);
    		this.Invoke(new Action<int>(this.UpdateProgress), i);
	}
}
 
private void UpdateProgress(int v)
{
	this.progressBar1.Value = v;
}

這裏只要注意一點：線程調用的方法都不能訪問用戶控件，必須通過委託調用Form的方法來實現界面更新。

 

四．耗時的UI任務
當整個工作壓力集中在UI響應上時，可以在工作者線程中增加延時，從而讓UI線程獲得響應時間。整個工作的總體時間會增加，但用戶響應效果會好很多。

private void FormInitForm_Load(object sender, EventArgs e)
{
	this.listView1.Items.Clear();
	Thread workthread = new Thread(new ThreadStart(this.DoSomething));
	workthread.Start();
}
 
private void DoSomething()
{
	for (int i = 0; i < 30; i++)
	{
		this.Invoke(new Action<int>(this.LoadPicture), i);
		Thread.Sleep(100);
	}
}
 
private void LoadPicture(int i)
{
	string text = string.Format("Item{0}", i);
 
	ListViewItem lvi = new ListViewItem(text, 0);
 
	this.listView1.Items.Add(lvi);
 
	Thread.Sleep(200);//模擬耗時UI任務，非循環，不可分解
}

 
五．補充

1. Invoke 和 BeginInvoke

在多線程編程中，我們經常要在工作線程中去更新界面顯示，而在多線程中直接調用界面控件的方法是錯誤的做法，正確的做法是將工作線程中涉及更新界面的代碼封裝爲一個方法，通過 Invoke 或者 BeginInvoke 去調用，兩者的區別就是一個導致工作線程等待，而另外一個則不會。
而所謂的“一面響應操作，一面添加節點”永遠只能是相對的，使 UI 線程的負擔不至於太大而以，因爲界面的正確更新始終要通過 UI 線程去做，我們要做的事情是在工作線程中包攬大部分的運算，而將對純粹的界面更新放到 UI 線程中去做，這樣也就達到了減輕 UI 線程負擔的目的了。
 

2. Application.DoEvent

在耗時的循環的UI更新的方法中，插入Application.DoEvent，會使界面獲得響應，Application.DoEvent會調用消息處理程序。

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
	for (int i = 0; i < 30; i++)
	{
		string text = string.Format("Item{0}", i);
		ListViewItem lvi = new ListViewItem(text, 0);
		this.listView1.Items.Add(lvi);
		Thread.Sleep(200);
		for (int j = 0; j < 10; j++)
		{
			Thread.Sleep(10);
			Application.DoEvents();
		}
	}
}

3. Lock

lock(object)
{}

//等價與

try
{
	Monitor.Enter(object);
}
finally
{
	Monitor.Exit(object)
}

附一：
BackgroundWorker組件使用說明

一．概述

BackgroundWorker是·NET 2.0提供的一個多線程組件，在應用程序中使用，可以非常簡單方便地實現UI控件通信，並自動處理多線程衝突問題。
 
二．基本屬性
1. WorkerReportsProgress ，bool：是否允許報告進度；

2. WorkerSupportsCancellation，bool：是否允許取消線程。

3. CancellationPending，bool，get：讀取用戶是否取消該線程。
 
三．基本事件

1.DoWork：工作者線程

2.RunWorkerCompleted ：線程進度報告

3.ProgressChanged：線程結束報告
 
四．基本方法

1. RunWorkerAsync() ：啓動工作者線程；

2. CancelAsync()：取消工作者線程；

3. ReportProgress(int);
報告進度
 
五．代碼

//啓動
private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)
{ 
	this.btnStart.Enabled = false;
	this.btnStop.Enabled = true;
	this.backgroundWorker.RunWorkerAsync();
}

//通知線程停止
private void btnStop_Click(object sender, EventArgs e)
{
	this.backgroundWorker.CancelAsync();
}

//工作者線程
private void backgroundWorker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
{
	for (int i = 0; i < 150; i++)
	{
		if (backgroundWorker.CancellationPending)
		//查看用戶是否取消該線程
		{
			break;
		}
 
		System.Threading.Thread.Sleep(50);//乾點實際的事
 
		backgroundWorker.ReportProgress(i);//報告進度
	}
}

//線程進度報告
private void backgroundWorker_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)
{
	this.progressBar1.Value = e.ProgressPercentage * 100 / 150;
}

//線程結束報告
private void backgroundWorker_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
{
	this.btnStart.Enabled = true;
	this.btnStop.Enabled = false;
}