C#多线程与UI响应

 

一．            概述

在使用C#进行应用程序设计时，经常会采用多线程的方式进行一些后台任务的工作。对于不同的应用场景，使用的策略也不尽相同。

1.      后台循环任务，少量UI更新：例如批量上传文件，并提供进度。这种情况使用BackgroundWorker组件是非常好的选择。

2.      耗时的后台任务：这里的耗时任务是指一个时间较长的任务，并且不能精确获取进度，如：调用一个远程WebService接口。这种情况可以开两个线程，一个工作，一个更新UI（不能提供进度，只能显示动画表示系统在运行中）。

3.      耗时的UI任务：当工作压力集中在UI响应上时，可以在工作者线程中增加延时，从而让UI线程获得响应时间。整个工作的总体时间会增加，但用户响应效果会好很多。

 

二．            后台的循环任务，少量UI更新

这种情况使用BackgroundWorker组件是最好的选择。（详见附一）

 

三．            后台耗时任务

在后台执行一个不可分解的耗时任务，需要进行界面更新，以便让客户看上去程序有所响应。这种情况下，UI线程一般也不知道工作线程何时结束，所以一般执行循环任务，当工作线程结束后，关闭UI线程就可以了。

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;

    }

 

这里只要注意一点：线程调用的方法都不能访问用户控件，必须通过委托调用Form的方法来实现界面更新。

 

四．            耗时的UI任务

当整个工作压力集中在UI响应上时，可以在工作者线程中增加延时，从而让UI线程获得响应时间。整个工作的总体时间会增加，但用户响应效果会好很多。

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);//模拟耗时UI任务，非循环，不可分解

        }

 

五．            补充

1.        Invoke 和 BeginInvoke

在多线程编程中，我们经常要在工作线程中去更新界面显示，而在多线程中直接调用界面控件的方法是错误的做法，正确的做法是将工作线程中涉及更新界面的代码封装为一个方法，通过 Invoke 或者 BeginInvoke 去调用，两者的区别就是一个导致工作线程等待，而另外一个则不会。

而所谓的“一面响应操作，一面添加节点”永远只能是相对的，使 UI 线程的负担不至于太大而以，因为界面的正确更新始终要通过 UI 线程去做，我们要做的事情是在工作线程中包揽大部分的运算，而将对纯粹的界面更新放到 UI 线程中去做，这样也就达到了减轻 UI 线程负担的目的了。

 

2.        Application.DoEvent

在耗时的循环的UI更新的方法中，插入Application.DoEvent，会使界面获得响应，Application.DoEvent会调用消息处理程序。

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)

{

}

等价与

try

            {

                Monitor.Enter(object);

            }

            finally

            {

                Monitor.Exit(object)

       }

 

附一：

BackgroundWorker组件使用说明

一．            概述

BackgroundWorker是·NET 2.0提供的一个多线程组件，在应用程序中使用，可以非常简单方便地实现UI控件通信，并自动处理多线程冲突问题。

 

二．            基本属性

1.      WorkerReportsProgress ，bool：是否允许报告进度；

2.      WorkerSupportsCancellation，bool：是否允许取消线程。

3.      CancellationPending，bool，get：读取用户是否取消该线程。

 

三．            基本事件

1.      DoWork：工作者线程

2.      RunWorkerCompleted ：线程进度报告

3.      ProgressChanged：线程结束报告

 

四．            基本方法

1.      RunWorkerAsync() ：启动工作者线程；

2.      CancelAsync()：取消工作者线程；

3.      ReportProgress(int);   报告进度

 

五．            代码

//启动

private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)

{

    this.btnStart.Enabled = false;

    this.btnStop.Enabled = true;

 

    this.backgroundWorker.RunWorkerAsync();

}

 

//通知线程停止

private void btnStop_Click(object sender, EventArgs e)

{

    this.backgroundWorker.CancelAsync();

}

 

//工作者线程

private void backgroundWorker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)

{

    for (int i = 0; i < 150; i++)

    {

        if (backgroundWorker.CancellationPending)   //查看用户是否取消该线程

        {

            break;

        }

 

        System.Threading.Thread.Sleep(50);          //干点实际的事

 

        backgroundWorker.ReportProgress(i);         //报告进度

    }

}

 

//线程进度报告

private void backgroundWorker_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)

{

    this.progressBar1.Value = e.ProgressPercentage * 100 / 150;

}

 

//线程结束报告

private void backgroundWorker_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)

{           

    this.btnStart.Enabled = true;

    this.btnStop.Enabled = false;

}