WPF快速指导12： 线程处理模型

WPF快速指导12： 线程处理模型

本文摘要：

1：理解与UI相关的多线程操作；
2：多个窗口多个线程
3：WPF中的多线程异常

1：理解与UI相关的多线程操作

    首先来说说传统Winform。我们知道传统Winform新起工作线程，在工作线程中不能对界面元素进行操作。如下面的代码，运行会报错“线程间操作无效: 从不是创建控件“label1”的线程访问它。”：

            Thread t = new Thread(delegate()
                {
                    label1.Text = "temp";
                });
            t.Start();

     要使上面的代码能成功运行，我们需要使用控件的Invoke 和 BeginInvoke和方法。这两个方法的意思是说，让赋值这个行为交给UI线程去处理。代码如下：

            Thread t = new Thread(delegate()
                {
                    label1.Invoke(new MethodInvoker(delegate()
                    {
                        label1.Text = "temp";
                    }));
                });
            t.Start();


  而WPF的控件，我们找不到Invoke 和 BeginInvoke这两个方法了。因为WPF的UI线程都交给一个叫做调度器的类了。

     WPF 应用程序启动时具有两个线程：一个用于处理呈现，另一个用于管理 UI。 呈现线程实际上隐藏在后台运行，而 UI 线程则接收输入、处理事件、绘制屏幕以及运行应用程序代码。UI 线程在一个名为 Dispatcher 的对象中将工作项进行排队。 Dispatcher 根据优先级选择工作项，并运行每一个工作项直到完成。Dispatcher 类提供两种注册工作项的方法：Invoke 和 BeginInvoke。 这两个方法都会安排执行一个委托。Invoke 是同步调用，即它直到 UI 线程实际执行完该委托时才返回。BeginInvoke 是异步调用，因而将立即返回。

     上面的代码在WPF中的实现如下：

            Thread t = new Thread(new ThreadStart( delegate
            {
                tb_test.Dispatcher.Invoke(new Action(delegate
                   { 
                       tb_test.Text = "123"; 
                   }), null);
            }));
            t.Start();


     注意，WPF中已经没有MethodInvoker这个类，我们使用Action代替。当然，你也可以使用自定义的委托声明。

2：多个窗口多个线程

    一些 WPF 应用程序需要多个顶级窗口。 一个线程/Dispatcher 组合管理多个窗口完全可以接受，但有时使用多个线程更佳。 特别是在其中一个窗口有可能独占线程时，采用多个线程的优点更为突出。

    Windows 资源管理器即采用这种工作方式。 每个新的资源管理器窗口都属于原始进程，但每个此类窗口都是在一个独立线程的控制下创建的。该例子的简单模仿如下代码：

        private void NewWindowHandler(object sender, RoutedEventArgs e)
        {       
            Thread newWindowThread = new Thread(new ThreadStart(ThreadStartingPoint));
            newWindowThread.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
            newWindowThread.IsBackground = true;
            newWindowThread.Start();
        }

        private void ThreadStartingPoint()
        {
            Window1 tempWindow = new Window1();
            tempWindow.Show();       
            System.Windows.Threading.Dispatcher.Run();
        }

3：WPF中的多线程异常

多线程的异常处理，要采用特殊的做法。以下的处理方式会存在问题： 

            try
            {
                Thread t = new Thread((ThreadStart)delegate
                {
                    throw new Exception("多线程异常");
                });
                t.Start();
            }
            catch (Exception error)
            {
                MessageBox.Show(error.Message + Environment.NewLine + error.StackTrace);
            }

应用程序并不会在这里捕获线程t中的异常，而是会直接退出。从.NET2.0开始，任何线程上未处理的异常，都会导致应用程序的退出（先会触发AppDomain的UnhandledException）。上面代码中的try-catch实际上捕获的还是当前线程的异常，而t是属于新起的异常，所以，正确的做法应该是： 

            Thread t = new Thread((ThreadStart)delegate
            {
                try
                {
                    throw new Exception("多线程异常");
                }
                catch (Exception error)
                {
                    MessageBox.Show("工作线程异常：" + error.Message + Environment.NewLine + error.StackTrace);
                }
            });
            t.Start();

也就是说，新起的线程中异常的捕获，可以将线程内部代码全部try起来。原则上来说，每个线程自己的异常应该在自己的内部处理完毕，不过仍旧有一个办法，可以将线程内部的异常传递到主线程。

在WPF窗体程序中，你可以采用如下的方法将工作线程的异常传递到主线程：

            Thread t = new Thread((ThreadStart)delegate
            {
                try
                {
                    throw new Exception("非窗体线程异常");
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    this.Dispatcher.Invoke((Action)delegate
                    {
                        throw ex;
                    });
                }
            });
            t.Start();

WPF窗体程序的处理方式与Windows窗体程序比较，有两个很有意思的地方：

第一个是，在Windows窗体中，我们采用的是BeginInvoke方法。你会发现使用Invoke方法，并不能引发主线程的Application.ThreadException。而在WPF窗体程序中，无论是调度器的Invoke还是BeginInvoke方法都能将异常传递给主线程。

第二个地方就是InnerException。WPF的工作线程异常将会抛到主线程，变成主线程异常的InnerException，而Windows窗体程序的工作线程异常，将会被吃掉，直接变为null，只是在异常的Message信息中保存工作线程异常的Message。