C# Winform 跨线程更新UI控件常用方法汇总
概述
C#Winform编程中，跨线程直接更新UI控件的做法是不正确的，会时常出现“线程间操作无效: 从不是创建控件的线程访问它”的异常。处理跨线程更新Winform UI控件常用的方法有4种：
1. 通过UI线程的SynchronizationContext的Post/Send方法更新；
2. 通过UI控件的Invoke/BeginInvoke方法更新；
3. 通过BackgroundWorker取代Thread执行异步操作；
4. 通过设置窗体属性，取消线程安全检查来避免"跨线程操作异常"（非线程安全，建议不使用）。
下文中对以上3种方法应用进行举例说明，希望能对初识C# Winform的同学们有些帮助。
成文表分享交流之意，惶恐水平有限，文中理解和表述有错误之处还请大家多被批评指正。
更新记录：
2018年2月3日，根据网友评论提示更新错别字，BegainInvoke=》BeginInvoke。
正文
1. 通过UI线程的SynchronizationContext的Post/Send方法更新
用法：
//共分三步
//第一步：获取UI线程同步上下文（在窗体构造函数或FormLoad事件中）
/// <summary>
/// UI线程的同步上下文
/// </summary>
SynchronizationContext m_SyncContext = null;
public Form1()
{
InitializeComponent();
//获取UI线程同步上下文
m_SyncContext = SynchronizationContext.Current;
//Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
}
//第二步：定义线程的主体方法
/// <summary>
/// 线程的主体方法
/// </summary>
private void ThreadProcSafePost()
{
//...执行线程任务
//在线程中更新UI（通过UI线程同步上下文m_SyncContext）
m_SyncContext.Post(SetTextSafePost, "This text was set safely by SynchronizationContext-Post.");
//...执行线程其他任务
}
//第三步：定义更新UI控件的方法
/// <summary>
/// 更新文本框内容的方法
/// </summary>
/// <param name="text"></param>
private void SetTextSafePost(object text)
{
this.textBox1.Text = text.ToString();
}
//之后,启动线程
/// <summary>
/// 启动线程按钮事件
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void setSafePostBtn_Click(object sender, EventArgs e)
{
this.demoThread = new Thread(new ThreadStart(this.ThreadProcSafePost));
this.demoThread.Start();
}
说明：三处加粗部分是关键。该方法的主要原理是：在线程执行过程中，需要更新到UI控件上的数据不再直接更新，而是通过UI线程上下文的Post/Send方法，将数据以异步/同步消息的形式发送到UI线程的消息队列；UI线程收到该消息后，根据消息是异步消息还是同步消息来决定通过异步/同步的方式调用SetTextSafePost方法直接更新自己的控件了。
在本质上，向UI线程发送的消息并是不简单数据，而是一条委托调用命令。
//在线程中更新UI（通过UI线程同步上下文m_SyncContext）
m_SyncContext.Post(SetTextSafePost, "This text was set safely by SynchronizationContext-Post.");
可以这样解读这行代码：向UI线程的同步上下文（m_SyncContext）中提交一个异步消息(UI线程，你收到消息后以异步的方式执行委托,调用方法SetTextSafePost，参数是“this text was ....”).
2.通过UI控件的Invoke/BeginInvoke方法更新
用法：与方法1类似，可分为三个步骤。
// 共分三步
// 第一步：定义委托类型
// 将text更新的界面控件的委托类型
delegate void SetTextCallback(string text);
//第二步：定义线程的主体方法
/// <summary>
/// 线程的主体方法
/// </summary>
private void ThreadProcSafe()
{
//...执行线程任务
//在线程中更新UI（通过控件的.Invoke方法）
this.SetText("This text was set safely.");
//...执行线程其他任务
}
//第三步：定义更新UI控件的方法
/// <summary>
/// 更新文本框内容的方法
/// </summary>
/// <param name="text"></param>
private void SetText(string text)
{
// InvokeRequired required compares the thread ID of the
// calling thread to the thread ID of the creating thread.
// If these threads are different, it returns true.
if (this.textBox1.InvokeRequired)//如果调用控件的线程和创建创建控件的线程不是同一个则为True
{
while (!this.textBox1.IsHandleCreated)
{
//解决窗体关闭时出现“访问已释放句柄“的异常
if (this.textBox1.Disposing || this.textBox1.IsDisposed)
return;
}
SetTextCallback d = new SetTextCallback(SetText);
this.textBox1.Invoke(d, new object[] { text });
}
else
{
this.textBox1.Text = text;
}
}
//之后,启动线程
/// <summary>
/// 启动线程按钮事件
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void setTextSafeBtn_Click(
object sender,
EventArgs e)
{
this.demoThread =
new Thread(new ThreadStart(this.ThreadProcSafe));
this.demoThread.Start();
}
说明：这个方法是目前跨线程更新UI使用的主流方法，使用控件的Invoke/BeginInvoke方法，将委托转到UI线程上调用，实现线程安全的更新。原理与方法1类似，本质上还是把线程中要提交的消息，通过控件句柄调用委托交到UI线程中去处理。
解决窗体关闭时出现“访问已释放句柄“的异常部分代码参考博客园-事理同学的文章。
3.通过BackgroundWorker取代Thread执行异步操作
用法：
//共分三步
//第一步：定义BackgroundWorker对象，并注册事件（执行线程主体、执行UI更新事件）
private BackgroundWorker backgroundWorker1 =null;
public Form1()
{
InitializeComponent();
backgroundWorker1 = new System.ComponentModel.BackgroundWorker();
//设置报告进度更新
backgroundWorker1.WorkerReportsProgress = true;
//注册线程主体方法
backgroundWorker1.DoWork += new DoWorkEventHandler(backgroundWorker1_DoWork);
//注册更新UI方法
backgroundWorker1.ProgressChanged += new ProgressChangedEventHandler(backgroundWorker1_ProgressChanged);
//backgroundWorker1.RunWorkerCompleted += new System.ComponentModel.RunWorkerCompletedEventHandler(this.backgroundWorker1_RunWorkerCompleted);
}
//第二步：定义执行线程主体事件
//线程主体方法
public void backgroundWorker1_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
{
//...执行线程任务
//在线程中更新UI（通过ReportProgress方法）
backgroundWorker1.ReportProgress(50, "This text was set safely by BackgroundWorker.");
//...执行线程其他任务
}
//第三步：定义执行UI更新事件
//UI更新方法
public void backgroundWorker1_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)
{
this.textBox1.Text = e.UserState.ToString();
}
//之后，启动线程
//启动backgroundWorker
private void setTextBackgroundWorkerBtn_Click(object sender, EventArgs e)
{
this.backgroundWorker1.RunWorkerAsync();
}
说明：C# Winform中执行异步任务时，BackgroundWorker是个不错的选择。它是EAP（Event based Asynchronous Pattern）思想的产物，DoWork用来执行异步任务，在任务执行过程中/执行完成后，我们可以通过ProgressChanged，ProgressCompleteded事件进行线程安全的UI更新。
需要注意的是：//设置报告进度更新
backgroundWorker1.WorkerReportsProgress = true;
默认情况下BackgroundWorker是不报告进度的，需要显示设置报告进度属性。
4. 通过设置窗体属性，取消线程安全检查来避免"线程间操作无效异常"（非线程安全，建议不使用）
用法：将Control类的静态属性CheckForIllegalCrossThreadCalls为false。
public Form1()
{
InitializeComponent();
//指定不再捕获对错误线程的调用
Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
}
说明：通过设置CheckForIllegalCrossThreadCalls属性，可以指示是否捕获线程间非安全操作异常。该属性值默认为ture，即线程间非安全操作是要捕获异常的（"线程间操作无效"异常）。通过设置该属性为false简单的屏蔽了该异常。Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls的注释如下
//
// 摘要:
// 获取或设置一个值，该值指示是否捕获对错误线程的调用，这些调用在调试应用程序时访问控件的 System.Windows.Forms.Control.Handle
// 属性。
//
// 返回结果:
// 如果捕获了对错误线程的调用，则为 true；否则为 false。
[EditorBrowsable(EditorBrowsableState.Advanced)]
[DesignerSerializationVisibility(DesignerSerializationVisibility.Hidden)]
[SRDescription("ControlCheckForIllegalCrossThreadCalls")]
[Browsable(false)]
public static bool CheckForIllegalCrossThreadCalls { get; set; }
综述：
文中介绍的4种方法，前三种是线程安全的 ，可在实际项目中因地制宜的使用。最后一种方法是非线程安全的，初学者可以实验体会但不建议使用它。
下面列表对比一下这四种方法
| 方法 | 线程安全 | 支持异步/同步 | 其他 |
| UI SyncContext更新 | 是 | Post/Send | 尽量在窗体构造函数、FormLoad中获取同步上下文 |
| 控件Invoke | 是 | control.Invoke/BeginInvoke | 注意检查控件句柄是否已释放 |
| BackgroundWorker更新 | 是 |
ProgressChanged、RunWorkerCompleted 事件同步更新 |
报告进度 |
|
CheckForIllegalCrossThreadCalls 取消跨线程调用检查 |
否 | 同步更新 | 简单，不建议使用 |
参考资料：
瑞奇特（Jeffrey Richter），《clr var C#》
MSDN， How to: Make Thread-Safe Calls to Windows Forms Controls
