WinForm二三事（二）

作者: 橫刀天笑來源: 博客園發布時間: 2009-11-16 09:45 閱讀: 2974 次推薦: 1 原文鏈接 [收藏]

監視消息循環

在上一篇文章中，我們討論了消息循環是響應用戶輸入的根本，還提到了在WinForm中執行耗時操作是因為這個耗時操作與消息循環在同一個UI Thread上，導致不能處理用戶的后續響應，造成程序假死。除此之外，還說到了Form中的WndProc方法，說這個方法就是Win32時代那個處理消息的方法的.Net版。

那么今天這篇文章我們就來編個小程序來模擬一下這個耗時操作，看看是不是如上一篇所說：耗時操作造成消息循環的臨時中斷不能響應用戶后續輸入。

程序很簡單，就是一個簡單的窗體，上面放置一個按鈕，按鈕里有一個Thread.Sleep(50*1000)模擬耗時操作：

public partial class LongTimeForm : Form

{

    public LongTimeForm()

    {

        InitializeComponent();

        Debug.Listeners.Add(new ConsoleTraceListener());

    }

    private void btnLongTime_Click(object sender, EventArgs e)

    {

        Thread.Sleep(50 * 1000);

    }

    //既然這個WndProc是Win32中處理消息的方法的.Net版，那么我們應該在這里可以監視到所有用戶操作的“消息”

    protected override void WndProc(ref Message m)

    {

        Debug.WriteLine(m.Msg.ToString());

        base.WndProc(ref m);

    }

}

WndProc是一個虛方法，我們可以override，那么我們就來看看當用戶點擊“耗時操作”的按鈕后，這個方法是不是還能接收到用戶其他的輸入呢。

小技巧
在開發WinForm程序時，為了方便顯示程序的一些操作日志，我們經常將項目屬性里的“Windows Application”項目類型修改為“Console Application”，這樣在啟動程序后，除了會顯示窗體外，還會顯示一個控制臺，在控制臺里會顯示程序里通過Debug.Write等輸出的日志。當產品發布的時候，我們可以將項目屬性修改回”Windows Application”。

啟動程序，鼠標在窗體上滑動，后面的控制臺上就會顯示很多的數字，這些都是消息循環從消息隊列里取出的消息（數字是消息的類別，在Windows的一個頭文件里定義），然后傳遞給WndProc方法處理的，控制臺上還能輸出數字說明現在消息循環還是“流暢的”。當我們點擊“耗時操作”按鈕后，我們發現，窗體這個時候“死掉了”，不能再接受用戶任何的操作，而不管鼠標如何在窗體上滑動、點擊，后面的控制臺沒有一條輸出。唔，消息循環阻塞了。Thread.Sleep是50s時間，50s后程序又活過來了，控制臺上又有源源不斷的輸出了。

雖然，我們用實例證明了上一篇所說的東西貌似是正確的，但是難道我們就對這種耗時操作無能為力了么？不啊，我們有多線程啊，我們有異步操作啊。我們就來看看如何使用異步操作來處理這種耗時操作。

使用委托中的BeginInvoke進行異步操作

還記得委托的BeginInvoke方法和EndInvoke方法么？今兒我們就用這兩個方法來做一個異步的操作(.Net中如果你看到這種BeginXXX和EndXXX成對出現的方法，那說明就是可以進行異步操作了)。

當你定義一個委托后，編譯器會自動的為你生成一個類，還會為你在這個類里提供一個BeginInvoke方法和一個EndInvoke方法，這兩個方法的實現是由CLR提供的，而這個BeginInvoke和EndInvoke只是起一個包裝的作用。我們還是先來看看將上面的耗時操作修改為異步的代碼吧：

public partial class LongTimeForm : Form

{

    public LongTimeForm()

    {

        InitializeComponent();

        Debug.Listeners.Add(new ConsoleTraceListener());

    }

    private void LongTimeMethod()

    {

        Thread.Sleep(50 * 1000);

    }

    private void btnLongTime_Click(object sender, EventArgs e)

    {

        //咱們這兒就不自己定義新的委托了，.Net為我們定義了一串的通用委托使用

        Action longTimeAction = new Action(LongTimeMethod);

        longTimeAction.BeginInvoke(null, null);

    }

    protected override void WndProc(ref Message m)

    {

        Debug.WriteLine(m.Msg.ToString());

        base.WndProc(ref m);

    }

}

現在再來運行程序。哇塞，雖然“耗時操作”的按鈕點擊后，消息循環繼續進行，界面也沒有假死。嗯，這才是我們要的用戶體驗（當然，我們應該還給用戶一些提示，說耗時操作正在進行，請不要關閉窗口）。

接下來我們來看看這個異步操作是咋實現的。首先，我們在LongTimeMethod方法里設置斷點，點擊“耗時操作”按鈕后，等待命中斷點，斷點命中后，選擇Visual Studio的“Debug”->”Windows”->”Threads”，這樣會打開線程的窗口，在這里我們可以看到類似下圖的圖片：

有箭頭指示的是正在執行的LongTimeMethod方法的Worker Thread，從這里可以看出Main方法是Main Thread中，看來BeginInvoke就是從Thread Pool中選擇一個空閑線程來執行我們的耗時操作。我提到這里是因為經常有人問我：異步和多線程有什么區別？其實，異步是目的，而多線程是實現這個目的的方法。異步是說，A發起一個操作后（一般都是比較耗時的操作，如果不耗時的操作就沒有必要異步了），可以繼續自顧自的處理它自己的事兒，不用干等著這個耗時操作返回。.Net中的這種異步編程模型，就簡化了多線程編程，我們甚至都不用去關心Thread類，就可以做一個異步操作出來。

去了還要回

實際上上面演示的耗時操作是“一去不復返”的操作（相當于WCF中的One-Way操作），也就是我發起這個操作后，我就不用管它了，我甚至不關心它運算的結果。但大部分時候我們需要這樣的操作：執行完后返回來更新一下UI，比如告訴用戶一聲我執行完了或者顯示執行結果。那這樣我們就要考慮異步調用的幾種方式了。如果我們要從異步操作里獲取結果，我們就得調用EndInvoke方法，那我們又用什么手段來得到異步操作完成的信號呢？因為如果異步操作沒有完成，我們就直接調用EndInvoke方法，這樣就會阻塞，一直等到異步操作執行完畢后才會執行。

在繼續討論之前我們來看看BeginInvoke的返回值：

public interface IAsyncResult

{

    object AsyncState { get; }

  

    WaitHandle AsyncWaitHandle { get; }

  

    bool CompletedSynchronously { get; }

  

    bool IsCompleted { get; }

}

根據BeginInvoke返回的結果，我們就有兩種調用異步操作的方式：

輪詢

IAsyncResult的IsCompleted屬性會在異步操作結束后返回true，否則返回false。那么我們就可以用一個循環不斷的訪問IsCompleted屬性，當IsCompleted為true的時候再調用EndInvoke方法：

public partial class LongTimeForm : Form

{

    public LongTimeForm()

    {

        InitializeComponent();

        Debug.Listeners.Add(new ConsoleTraceListener());

    }

  

    private int LongTimeMethod()

    {

        Thread.Sleep(50 * 1000);

        return 10;

    }

  

    private void btnLongTime_Click(object sender, EventArgs e)

    {

        //咱們這兒就不自己定義新的委托了，.Net為我們定義了一串的通用委托使用

        Func<int> longTimeAction = new Func<int>(LongTimeMethod);

        IAsyncResult asynResult = longTimeAction.BeginInvoke(null, null);

  

        //可以做別的事情

        while (!asynResult.IsCompleted)

        { 

            

        }

        int result = longTimeAction.EndInvoke(asynResult);

  

    }

    protected override void WndProc(ref Message m)

    {

        Debug.WriteLine(m.Msg.ToString());

        base.WndProc(ref m);

    }

}

WaitOne

在IAsyncResult里還有一個AsyncWaitHandle屬性，這是一個WaitHandle類型的屬性，這個對象有一個WaitOne方法，還能接受一個超時時間，它會等待這個超時時間指定的長度：

private int LongTimeMethod()

{

    Thread.Sleep(50 * 1000);

    return 10;

}

private void btnLongTime_Click(object sender, EventArgs e)

{

    Func<int> longTimeAction = new Func<int>(LongTimeMethod);

    IAsyncResult asynResult = longTimeAction.BeginInvoke(null, null);

  

    //可以繼續處理別的事情

  

    if (asynResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(10000, true))

    {

        int result = longTimeAction.EndInvoke(asynResult);

    }

}

上面的代碼的意思就是，異步調用耗時操作后，繼續干自己的事兒，然后干完自己的事兒再來等著一個信號，啥信號呢？就是這個耗時操作完成的信號。而且您還別讓我等得太久，等久了我就不耐煩了（我可只等待10秒鐘啊）。暈死，上面這耗時操作就要執行50秒鐘，你就等10秒鐘，這不是玩我嗎（10秒鐘時間過去了，這個WaitOne就不再等待了，線程將繼續執行）。

回調

其實不管是上面使用輪詢的方式還是使用WaitOne等待一個信號量，還是要等待。等待是個讓人很惱火的事情。.Net考慮了這一點，為我們準備了回調的方式：你異步調用后繼續干你的事兒，等你執行完后，你告我一聲就ok了。

private void btnLongTime_Click(object sender, EventArgs e)

{

    Func<int> longTimeAction = new Func<int>(LongTimeMethod);

    //這里使用了一個lambda表達式，省了不少力啊

    IAsyncResult asynResult = longTimeAction.BeginInvoke((result) => {

        int ret = longTimeAction.EndInvoke(result);

    }, null);

}