跨线程访问
点击“测试”，创建一个线程，从0循环到10000给文本框赋值，代码如下：
private void btn_Test_Click(object sender, EventArgs e)
{
//创建一个线程去执行这个方法:创建的线程默认是前台线程
Thread thread = new Thread(new ThreadStart(Test));
//Start方法标记这个线程就绪了，可以随时被执行，具体什么时候执行这个线程，由CPU决定
//将线程设置为后台线程
thread.IsBackground = true;
thread.Start();
}
private void Test()
{
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
this.textBox1.Text = i.ToString();
}
}
运行结果：
产生错误的原因：textBox1是由主线程创建的，thread线程是另外创建的一个线程，在.NET上执行的是托管代码，C#强制要求这些代码必须是线程安全的，即不允许跨线程访问Windows窗体的控件。
解决方案：
1、在窗体的加载事件中，将C#内置控件(Control)类的CheckForIllegalCrossThreadCalls属性设置为false，屏蔽掉C#编译器对跨线程调用的检查。
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
//取消跨线程的访问
Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
}
使用上述的方法虽然可以保证程序正常运行并实现应用的功能，但是在实际的软件开发中，做如此设置是不安全的（不符合.NET的安全规范），在产品软件的开发中，此类情况是不允许的。如果要在遵守.NET安全标准的前提下，实现从一个线程成功地访问另一个线程创建的空间，要使用C#的方法回调机制。
2、使用回调函数
回调实现的一般过程：
C#的方法回调机制，也是建立在委托基础上的，下面给出它的典型实现过程。
（1）、定义、声明回调。
//定义回调
private delegate void DoSomeCallBack(Type para);
//声明回调
DoSomeCallBack doSomaCallBack;
可以看出，这里定义声明的“回调”（doSomaCallBack）其实就是一个委托。
（2）、初始化回调方法。
doSomeCallBack=new DoSomeCallBack(DoSomeMethod);
所谓“初始化回调方法”实际上就是实例化刚刚定义了的委托，这里作为参数的DoSomeMethod称为“回调方法”，它封装了对另一个线程中目标对象（窗体控件或其他类）的操作代码。
（3）、触发对象动作
Opt obj.Invoke(doSomeCallBack,arg);
其中Opt obj为目标操作对象，在此假设它是某控件，故调用其Invoke方法。Invoke方法签名为：
object Control.Invoke(Delegate method,params object[] args);
它的第一个参数为委托类型，可见“触发对象动作”的本质，就是把委托doSomeCallBack作为参数传递给控件的Invoke方法，这与委托的使用方式是一模一样的。
最终作用于对象Opt obj的代码是置于回调方法体DoSomeMethod()中的，如下所示：
private void DoSomeMethod(type para)
{
//方法体
Opt obj.someMethod(para);
}
如果不用回调，而是直接在程序中使用“Opt obj.someMethod(para);”，则当对象Opt obj不在本线程（跨线程访问）时就会发生上面所示的错误。
从以上回调实现的一般过程可知：C#的回调机制，实质上是委托的一种应用。在C#网络编程中，回调的应用是非常普遍的，有了方法回调，就可以在.NET上写出线程安全的代码了。
使用方法回调，实现给文本框赋值：
namespace MultiThreadDemo
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
//定义回调
private delegate void setTextValueCallBack(int value);
//声明回调
private setTextValueCallBack setCallBack;
private void btn_Test_Click(object sender, EventArgs e)
{
//实例化回调
setCallBack = new setTextValueCallBack(SetValue);
//创建一个线程去执行这个方法:创建的线程默认是前台线程
Thread thread = new Thread(new ThreadStart(Test));
//Start方法标记这个线程就绪了，可以随时被执行，具体什么时候执行这个线程，由CPU决定
//将线程设置为后台线程
thread.IsBackground = true;
thread.Start();
}
private void Test()
{
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
//使用回调
textBox1.Invoke(setCallBack, i);
}
}
/// <summary>
/// 定义回调使用的方法
/// </summary>
/// <param name="value"></param>
private void SetValue(int value)
{
this.textBox1.Text = value.ToString();
}
}
}
同步和异步
同步和异步是对方法执行顺序的描述。
同步：等待上一行完成计算之后，才会进入下一行。
例如：请同事吃饭，同事说很忙，然后就等着同事忙完，然后一起去吃饭。
异步：不会等待方法的完成，会直接进入下一行，是非阻塞的。
例如：请同事吃饭，同事说很忙，那同事先忙，自己去吃饭，同事忙完了他自己去吃饭。
下面通过一个例子讲解同步和异步的区别：
1、新建一个winform程序，上面有两个按钮，一个同步方法、一个异步方法，在属性里面把输出类型改成控制台应用程序，这样可以看到输出结果，代码如下：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
namespace MyAsyncThreadDemo
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
/// <summary>
/// 异步方法
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void btnAsync_Click(object sender, EventArgs e)
{
Console.WriteLine($"***************btnAsync_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
Action<string> action = this.DoSomethingLong;
// 调用委托(同步调用)
action.Invoke("btnAsync_Click_1");
// 异步调用委托
action.BeginInvoke("btnAsync_Click_2",null,null);
Console.WriteLine($"***************btnAsync_Click End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
}
/// <summary>
/// 同步方法
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void btnSync_Click(object sender, EventArgs e)
{
Console.WriteLine($"****************btnSync_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
int j = 3;
int k = 5;
int m = j + k;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
string name = string.Format($"btnSync_Click_{i}");
this.DoSomethingLong(name);
}
}
private void DoSomethingLong(string name)
{
Console.WriteLine($"****************DoSomethingLong {name} Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
long lResult = 0;
for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
{
lResult += i;
}
Console.WriteLine($"****************DoSomethingLong {name} End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")} {lResult}***************");
}
}
}
2、启动程序，点击同步，结果如下：
从上面的截图中能够很清晰的看出：同步方法是等待上一行代码执行完毕之后才会执行下一行代码。
点击异步，结果如下：
从上面的截图中看出：当执行到action.BeginInvoke("btnAsync_Click_2",null,null);这句代码的时候，程序并没有等待这段代码执行完就执行了下面的End，没有阻塞程序的执行。
在刚才的测试中，如果点击同步，这时winform界面不能拖到，界面卡住了，是因为主线程(即UI线程)在忙于计算。
点击异步的时候，界面不会卡住，这是因为主线程已经结束，计算任务交给子线程去做。
在仔细检查上面两个截图，可以看出异步的执行速度比同步执行速度要快。同步方法执行完将近16秒，异步方法执行完将近6秒。
在看下面的一个例子，修改异步的方法，也和同步方法一样执行循环，修改后的代码如下：
private void btnAsync_Click(object sender, EventArgs e)
{
Console.WriteLine($"***************btnAsync_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
//Action<string> action = this.DoSomethingLong;
//// 调用委托(同步调用)
//action.Invoke("btnAsync_Click_1");
//// 异步调用委托
//action.BeginInvoke("btnAsync_Click_2",null,null);
Action<string> action = this.DoSomethingLong;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
//Thread.Sleep(5);
string name = string.Format($"btnAsync_Click_{i}");
action.BeginInvoke(name, null, null);
}
Console.WriteLine($"***************btnAsync_Click End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
}
结果如下：
从截图中能够看出：同步方法执行是有序的，异步方法执行是无序的。异步方法无序包括启动无序和结束无序。启动无序是因为同一时刻向操作系统申请线程，操作系统收到申请以后，返回执行的顺序是无序的，所以启动是无序的。结束无序是因为虽然线程执行的是同样的操作，但是每个线程的耗时是不同的，所以结束的时候不一定是先启动的线程就先结束。从上面同步方法中可以清晰的看出：btnSync_Click_0执行时间耗时不到3秒，而btnSync_Click_1执行时间耗时超过了3秒。可以想象体育比赛中的跑步，每位运动员听到发令枪起跑的顺序不同，每位运动员花费的时间不同，最终到达终点的顺序也不同。
总结一下同步方法和异步方法的区别：
1、同步方法由于主线程忙于计算，所以会卡住界面。
异步方法由于主线程执行完了，其他计算任务交给子线程去执行，所以不会卡住界面，用户体验性好。
2、同步方法由于只有一个线程在计算，所以执行速度慢。
异步方法由多个线程并发运算，所以执行速度快，但并不是线性增长的（资源可能不够）。多线程也不是越多越好，只有多个独立的任务同时运行，才能加快速度。
3、同步方法是有序的。
异步多线程是无序的：启动无序，执行时间不确定，所以结束也是无序的。一定不要通过等待几毫秒的形式来控制线程启动/执行时间/结束。
回调
先来看看异步多线程无序的例子：
在界面上新增一个按钮，实现代码如下：
private void btnAsyncAdvanced_Click(object sender, EventArgs e)
{
Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
Action<string> action = this.DoSomethingLong;
action.BeginInvoke("btnAsyncAdvanced_Click", null, null);
// 需求：异步多线程执行完之后再打印出下面这句
Console.WriteLine($"到这里计算已经完成了。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}。");
Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
}
运行结果：
从上面的截图中看出，最终的效果并不是我们想要的效果，而且打印输出的还是主线程。
既然异步多线程是无序的，那我们有没有什么办法可以解决无序的问题呢？办法当然是有的，那就是使用回调，.NET框架已经帮我们实现了回调：
BeginInvoke的第二个参数就是一个回调，那么AsyncCallback究竟是什么呢？F12查看AsyncCallback的定义：
发现AsyncCallback就是一个委托，参数类型是IAsyncResult，明白了AsyncCallback是什么以后，将上面的代码进行如下的改造：
private void btnAsyncAdvanced_Click(object sender, EventArgs e)
{
Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
Action<string> action = this.DoSomethingLong;
// 定义一个回调
AsyncCallback callback = p =>
{
Console.WriteLine($"到这里计算已经完成了。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}。");
};
// 回调作为参数
action.BeginInvoke("btnAsyncAdvanced_Click", callback, null);
Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
}
运行结果：
上面的截图中可以看出，这就是我们想要的效果，而且打印是子线程输出的，但是程序究竟是怎么实现的呢？我们可以进行如下的猜想：
程序执行到BeginInvoke的时候，会申请一个基于线程池的线程，这个线程会完成委托的执行(在这里就是执行DoSomethingLong()方法)，在委托执行完以后，这个线程又会去执行callback回调的委托，执行callback委托需要一个IAsyncResult类型的参数，这个IAsyncResult类型的参数是如何来的呢？鼠标右键放到BeginInvoke上面，查看返回值：
发现BeginInvoke的返回值就是IAsyncResult类型的。那么这个返回值是不是就是callback委托的参数呢？将代码进行如下的修改：
private void btnAsyncAdvanced_Click(object sender, EventArgs e)
{
// 需求：异步多线程执行完之后再打印出下面这句
Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
Action<string> action = this.DoSomethingLong;
// 无序的
//action.BeginInvoke("btnAsyncAdvanced_Click", null, null);
IAsyncResult asyncResult = null;
// 定义一个回调
AsyncCallback callback = p =>
{
// 比较两个变量是否是同一个
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(p,asyncResult));
Console.WriteLine($"到这里计算已经完成了。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}。");
};
// 回调作为参数
asyncResult= action.BeginInvoke("btnAsyncAdvanced_Click", callback, null);
Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
}
运行结果：
这里可以看出BeginInvoke的返回值就是callback委托的参数。
现在我们可以使用回调解决异步多线程无序的问题了。
获取委托异步调用的返回值
使用EndInvoke可以获取委托异步调用的返回值，请看下面的例子：
private void btnAsyncReturnVlaue_Click(object sender, EventArgs e)
{
// 定义一个无参数、int类型返回值的委托
Func<int> func = () =>
{
Thread.Sleep(2000);
return DateTime.Now.Day;
};
// 输出委托同步调用的返回值
Console.WriteLine($"func.Invoke()={func.Invoke()}");
// 委托的异步调用
IAsyncResult asyncResult = func.BeginInvoke(p =>
{
Console.WriteLine(p.AsyncState);
},"异步调用返回值");
// 输出委托异步调用的返回值
Console.WriteLine($"func.EndInvoke(asyncResult)={func.EndInvoke(asyncResult)}");
}
运行结果：
