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C#多线程，基础知识很重要

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请

本文通过介绍C#多线程的用法（基础玩法），附加介绍一下WinForm里边跨线程访问UI的方法

如图，就是这么一个简单的界面，每个按钮下面一个方法，分别设置文本框里边的内容，那么，开始吧！

先介绍一下WinForm的线程模型：WinForm 是通过调用Windows API 的GetMessage Or PeekMeeage来处理其他线程发送过来的消息，这些消息存储在系统的一个消息队列中，创建主界面的线程就是主线程（UI线程），UI线程负责消费该消息队列中的消息。

WinForm框架中有一个ISynchronizeInvoke接口，所有的UI元素都继承自该接口，接口中的InvokeRequired属性表示了当前线程是否是创建它的线程，接口中的BeginInvoke or Invoke 负责将消息发送到消息队列，这样UI线程就能够正确的访问它了。

那么，首先看代码片段一：里边就实现了将设置文本框内容的消息发送到了消息队列

private void SetMessage(string message)
        {
            if (this.txtMsg.InvokeRequired)
            {
                //BeginInvoke or Invoke 负责将消息发送到消息队列
                this.txtMsg.BeginInvoke(new Action<string>((msg) =>
                {
                    this.txtMsg.Text = msg;
                }), message);
            }
            else
            {
                this.txtMsg.Text = message;
            }

        }

代码片段二Thread：Thread可能是用的最多的了，也是最早的框架里边就有的。这种写法很简单，也很方便，需要提一下的就是IsBackground属性，IsBackground=true表示为后台线程，应用程序退出，哪怕任务没有执行完，也会退出；IsBackground=false表示为前台线程，默认为false，应用程序退出，只要任务还没有执行完，进程就不会结束。

private void btnThread_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Thread thread = new Thread(() =>
            {
                SetMessage("Thread 跨线程访问UI");
            });
            //IsBackground=true表示为后台线程 应用程序退出 哪怕任务没有执行完 也会退出
            //IsBackground=false表示为前台线程 默认为false 应用程序退出 只要任务还没有执行完 进程就不会结束
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }

代码片段三ThreadPool：ThreadPool是微软为了避免开发人员，无节制的使用线程，而提供的一个线程管理类

private void btnThreadPool_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //线程池 是微软为了避免开发人员 无节制的使用线程 而提供的一个线程管理类
            ThreadPool.QueueUserWorkItem((obj) =>
            {
                SetMessage("ThreadPool 跨线程访问UI");
            }, null);
        }

代码片段四Task：Task有很多的优势，也是后面高版本才推出来的，推荐使用。Task与Thread的区别就是：Task使用的是线程池中的线程，Task较之线程池的优势是：

1.Task支持取消，完成，失败通知等交互性操作

2.Task支持线程执行的先后次序

private void btnTask_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            /* Task与Thread的区别就是：Task使用的是线程池中的线程
             * Task较之线程池的优势是：
             * 1.Task支持取消，完成，失败通知等交互性操作
             * 2.Task支持线程执行的先后次序*/
            Task.Factory.StartNew(() =>
            {
                SetMessage("Task 跨线程访问UI");
            });

            Task task = new Task(()=> {
                SetMessage("Task 跨线程访问UI");
            });
            task.Start();
        }
private async void btnTask_Click(object sender, EventArgs e)
        {
　　　　　　//还可以使用async/await实现异步
            string msg = await DoSomething();
            this.txtMsg.Text = msg;
        }
        
private async Task<string> DoSomething()
        {
            return await Task.Run(() =>
            {
                System.Threading.Thread.Sleep(50 * 1000);
                return "async异步方法";

            });
        }

代码片段五BackgroundWorker：BackgroundWorker内部是通过线程池实现的，通过事件提供了跨线程访问UI的能力，这个做CS开发，是用的最多的，说白了，太好用。

//BackgroundWorker 内部是通过线程池实现的
        //BackgroundWorker 通过事件提供了跨线程访问UI的能力
        BackgroundWorker _bgw = new BackgroundWorker();

        private void btnBackgroundWorker_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            _bgw.WorkerReportsProgress = true;
            _bgw.WorkerSupportsCancellation = true;
            _bgw.DoWork += _bgw_DoWork; ;
            _bgw.ProgressChanged += _bgw_ProgressChanged;
            _bgw.RunWorkerCompleted += _bgw_RunWorkerCompleted;

            if (!_bgw.IsBusy)
            {
                _bgw.RunWorkerAsync();
            }
        }

        private void _bgw_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
        {
            this.txtMsg.Text = "BackgroundWorker 跨线程访问UI";//注意这里是直接访问UI
        }

        private void _bgw_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)
        {
            this.txtMsg.Text = e.UserState.ToString();//注意这里是直接访问UI
        }

        private void _bgw_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                Thread.Sleep(1000);
                _bgw.ReportProgress(i, $"{i}秒");
            }
        }

代码片段六SynchronizationContext：SynchronizationContext同步上下文在通讯中充当传输者的角色，实现功能就是一个线程和另外一个线程的通讯，这个在跨线程一次性要更新很多的UI控件的时候，非常的适用。

//SynchronizationContext 在通讯中充当传输者的角色，实现功能就是一个线程和另外一个线程的通讯
        SynchronizationContext _syncContext;

        private void btnSynchronizationContext_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            _syncContext = SynchronizationContext.Current;
            Thread thread = new Thread(() =>
            {
                if (_syncContext != null)
                {
                    SendOrPostCallback callBack = (obj) =>
                    {
                        //在某个子线程里 一次性要更新很多UI控件的时候 用这个方法 很nice
                        this.txtMsg.Text = "SynchronizationContext 跨线程访问UI";
                    };
                    _syncContext.Post(callBack, null);//异步
                    //_syncContext.Send(callBack, null);//同步
                }
            });
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }

合并之后的代码为：

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 ThreadChapter
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void btnThread_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Thread thread = new Thread(() =>
            {
                SetMessage("Thread 跨线程访问UI");
            });
            //IsBackground=true表示为后台线程 应用程序退出 哪怕任务没有执行完 也会退出
            //IsBackground=false表示为后台线程 默认为false 应用程序退出 只要任务还没有执行完 进程就不会结束
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }

        /*
         * WinForm 是通过调用Window API 的GetMessage Or PeekMeeage来处理其他线程发送过来的消息，
         * 这些消息存储在系统的一个消息队列中，创建主界面的线程就是主线程（UI线程），UI线程负责处理该消息队列
         */

        private void SetMessage(string message)
        {
            if (this.txtMsg.InvokeRequired)
            {
                //BeginInvoke or Invoke 负责将消息发送到消息队列
                this.txtMsg.BeginInvoke(new Action<string>((msg) =>
                {
                    this.txtMsg.Text = msg;
                }), message);
            }
            else
            {
                this.txtMsg.Text = message;
            }

        }

        private void btnThreadPool_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //线程池 是微软为了避免开发人员 无节制的使用线程 而提供的一个线程管理类
            ThreadPool.QueueUserWorkItem((obj) =>
            {
                SetMessage("ThreadPool 跨线程访问UI");
            }, null);
        }

        private void btnTask_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            /* Task与Thread的区别就是：Task使用的是线程池中的线程
             * Task较之线程池的优势是：
             * 1.Task支持取消，完成，失败通知等交互性操作
             * 2.Task支持线程执行的先后次序*/
            Task.Factory.StartNew(() =>
            {
                SetMessage("Task 跨线程访问UI");
            });
        }


        //BackgroundWorker 内部是通过线程池实现的
        //BackgroundWorker 通过事件提供了跨线程访问UI的能力
        BackgroundWorker _bgw = new BackgroundWorker();

        private void btnBackgroundWorker_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            _bgw.WorkerReportsProgress = true;
            _bgw.WorkerSupportsCancellation = true;
            _bgw.DoWork += _bgw_DoWork; ;
            _bgw.ProgressChanged += _bgw_ProgressChanged;
            _bgw.RunWorkerCompleted += _bgw_RunWorkerCompleted;

            if (!_bgw.IsBusy)
            {
                _bgw.RunWorkerAsync();
            }
        }

        private void _bgw_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
        {
            this.txtMsg.Text = "BackgroundWorker 跨线程访问UI";//注意这里是直接访问UI
        }

        private void _bgw_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)
        {
            this.txtMsg.Text = e.UserState.ToString();//注意这里是直接访问UI
        }

        private void _bgw_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                Thread.Sleep(1000);
                _bgw.ReportProgress(i, $"{i}秒");
            }
        }

        //SynchronizationContext 在通讯中充当传输者的角色，实现功能就是一个线程和另外一个线程的通讯
        SynchronizationContext _syncContext;

        private void btnSynchronizationContext_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            _syncContext = SynchronizationContext.Current;
            Thread thread = new Thread(() =>
            {
                if (_syncContext != null)
                {
                    SendOrPostCallback callBack = (obj) =>
                    {
                        //在某个子线程里 一次性要更新很多UI控件的时候 用这个方法 很nice
                        this.txtMsg.Text = "SynchronizationContext 跨线程访问UI";
                    };
                    _syncContext.Post(callBack, null);//异步
                    //_syncContext.Send(callBack, null);//同步
                }
            });
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }
    }
}

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