C#线程相关问题总结：基本操作及UI控件交互

 

C#线程相关问题有很多，有多线程的，有单线程的。本文主要讨论C#单线程操作以及与UI控件互交方面的一些注意事项。

 

C#线程在.NET中是一项十分值得探讨的对象。C#是一门支持多线程的语言，因此线程的使用也是比较常见的。由于线程的知识在Win32编程的时候已经说得过多，所以在.Net中很少介绍这部分（可能.Net不觉得这部分是它所特有的）。

那么线程相关的问题大致有如下四类（这篇文章只讨论单线程、单线程与UI线程这两方面的问题）。

问题一，线程的基本操作，例如：暂停、继续、停止等；

问题二，如何向线程传递参数或者从中得到其返回值；

问题三，如何使线程所占用的CPU不要老是百分之百；

最后一个，也是问题最多的，就是如何在子线程来控制UI中的控件，换句话说，就是在线程中控制窗体某些控件的显示。

对于问题一，我不建议使用Thread类提供的Suspend、Resume以及Abort这三个方法，前两个有问题，好像在VS05已经屏蔽这两个方法；对于Abort来说，除了资源没有得到及时释放外，有时候会出现异常。如何做呢，通过设置开关变量来完成。

对于问题二，我不建议使用静态成员来完成，仅仅为了线程而破坏类的封装有些得不偿失。那如何做呢，通过创建单独的线程类来完成。

对于问题三来说，造成这个原因是由于线程中进行不间断的循环操作，从而使CPU完全被子线程占有。那么处理此类问题，其实很简单，在适当的位置调用Thread.Sleep(20)来释放所占有CPU资源，不要小看这20毫秒的睡眠，它的作用可是巨大的，可以使其他线程得到CPU资源，从而使你的CPU使用效率降下来。

看完前面的三个问题的解释，对于如何做似乎没有给出一个明确的答案，为了更好地说明如何解决这三个问题，我用一个比较完整的例子展现给大家，代码如下。

//--------------------------- Sub-thread class ---------------------------------------  
//------------------------------------------------------------------------------------  
//---File:          clsSubThread  
//---Description:   The sub-thread template class file  
//---Author:        Knight  
//---Date:          Aug.21, 2006  
//------------------------------------------------------------------------------------  
//---------------------------{Sub-thread class}---------------------------------------  
namespace ThreadTemplate  
{  
    using System;  
    using System.Threading;  
    using System.IO;  
    /// < summary>  
    /// Summary description for clsSubThread.  
    /// < /summary>  
    public class clsSubThread:IDisposable  
    {  
        private Thread thdSubThread = null;  
        private Mutex mUnique = new Mutex();  
        private bool blnIsStopped;  
        private bool blnSuspended;  
        private bool blnStarted;  
        private int nStartNum;  
        public bool IsStopped  
        {  
            get{ return blnIsStopped; }  
        }  
        public bool IsSuspended  
        {  
            get{ return blnSuspended; }  
        }  
        public int ReturnValue  
        {  
            get{ return nStartNum;}  
        }  
     
        public clsSubThread( int StartNum )  
        {  
            //  
            // TODO: Add constructor logic here  
            //  
            blnIsStopped = true;  
            blnSuspended = false;  
            blnStarted = false;  
             
            nStartNum = StartNum;  
        }  
        /// < summary>  
        /// Start sub-thread  
        /// < /summary>  
        public void Start()  
        {  
            if( !blnStarted )  
            {  
                thdSubThread = new Thread( new ThreadStart( SubThread ) );  
                blnIsStopped = false;  
                blnStarted = true;  
                thdSubThread.Start();  
            }  
        }  
        /// < summary>  
        /// Thread entry function  
        /// < /summary>  
        private void SubThread()  
        {  
            do 
            {  
                // Wait for resume-command if got suspend-command here   
                mUnique.WaitOne();  
                mUnique.ReleaseMutex();  
                nStartNum++;  
             
                Thread.Sleep(1000); // Release CPU here  
            }while( blnIsStopped == false );  
        }  
        /// < summary>  
        /// Suspend sub-thread  
        /// < /summary>  
        public void Suspend()  
        {  
            if( blnStarted && !blnSuspended )  
            {  
                blnSuspended = true;  
                mUnique.WaitOne();  
            }  
        }  
     
        /// < summary>  
        /// Resume sub-thread  
        /// < /summary>  
        public void Resume()  
        {  
            if( blnStarted && blnSuspended )  
            {  
                blnSuspended = false;  
                mUnique.ReleaseMutex();  
            }  
        }  
        /// < summary>  
        /// Stop sub-thread  
        /// < /summary>  
        public void Stop()  
        {  
            if( blnStarted )  
            {  
                if( blnSuspended )  
                    Resume();  
                blnStarted = false;  
                blnIsStopped = true;  
                thdSubThread.Join();  
            }  
        }  
        #region IDisposable Members  
        /// < summary>  
        /// Class resources dispose here  
        /// < /summary>  
        public void Dispose()  
        {  
            // TODO:  Add clsSubThread.Dispose implementation  
            Stop();//Stop thread first  
            GC.SuppressFinalize( this );  
        }  
        #endregion  
    }  
}  
 

那么对于调用呢，就非常简单了，如下：

// Create new sub-thread object with parameters  
clsSubThread mySubThread = new clsSubThread( 5 );  
mySubThread.Start();//Start thread  
 
Thread.Sleep( 2000 );  
mySubThread.Suspend();//Suspend thread   
Thread.Sleep( 2000 );  
mySubThread.Resume();//Resume thread   
Thread.Sleep( 2000 );  
mySubThread.Stop();//Stop thread   
//Get thread's return value  
Debug.WriteLine( mySubThread.ReturnValue );  
//Release sub-thread object  
mySubThread.Dispose();  

在回过头来看看前面所说的三个问题。

C#线程相关问题回顾：问题一

对于问题一来说，首先需要局部成员的支持，那么

private Mutex mUnique = new Mutex();  
private bool blnIsStopped;  
private bool blnSuspended;  
private bool blnStarted;  

光看成员名称，估计大家都已经猜出其代表的意思。接下来需要修改线程入口函数，要是这些开关变量能发挥作用，那么看看SubThread这个函数。

/// < summary>  
/// Thread entry function  
/// < /summary>  
private void SubThread()  
{  
    do 
    {  
        // Wait for resume-command if got suspend-command here    
        mUnique.WaitOne();  
        mUnique.ReleaseMutex();  
        nStartNum++;  
      
        Thread.Sleep(1000);  
    }while( blnIsStopped == false );  
}  

函数比较简单，不到十句，可能对于“blnIsStopped == false”这个判断来说，大家还比较好理解，这是一个普通的判断，如果当前Stop开关打开了，就停止循环；否则一直循环。

大家比较迷惑的可能是如下这两句：

mUnique.WaitOne();  
mUnique.ReleaseMutex();  

这两句的目的是为了使线程在Suspend操作的时候能发挥效果，为了解释这两句，需要结合Suspend和Resume这两个方法，它俩的代码如下。

/// < summary>  
/// Suspend sub-thread  
/// < /summary>  
public void Suspend()  
{  
    if( blnStarted && !blnSuspended )  
    {  
        blnSuspended = true;  
        mUnique.WaitOne();  
    }  
}  
 
/// < summary>  
/// Resume sub-thread  
/// < /summary>  
public void Resume()  
{  
    if( blnStarted && blnSuspended )  
    {  
        blnSuspended = false;  
        mUnique.ReleaseMutex();  
    }  
}  

为了更好地说明，还需要先简单说说Mutex类型。对于此类型对象，当调用对象的WaitOne之后，如果此时没有其他线程对它使用的时候，就立刻获得信号量，继续执行代码；当再调用ReleaseMutex之前，如果再调用对象的WaitOne方法，就会一直等待，直到获得信号量的调用ReleaseMutex来进行释放。这就好比卫生间的使用，如果没有人使用则可以直接使用，否则只有等待。

明白了这一点后，再来解释这两句所能出现的现象。

mUnique.WaitOne();  
mUnique.ReleaseMutex();  

当在线程函数中，执行到“mUnique.WaitOne();”这一句的时候，如果此时外界没有发送Suspend消息，也就是信号量没有被占用，那么这一句可以立刻返回。那么为什么要紧接着释放呢，因为不能总占着信号量，立即释放信号量是避免在发送Suspend命令的时候出现等待；如果此时外界已经发送了Suspend消息，也就是说信号量已经被占用，此时“mUnique.WaitOne();”不能立刻返回，需要等到信号量被释放才能继续进行，也就是需要调用Resume的时候，“mUnique.WaitOne();”才能获得信号量进行继续执行。这样才能达到真正意义上的Suspend和Resume。

至于线程的Start和Stop来说，相对比较简单，这里我就不多说了。

C#线程相关问题回顾：问题二、三

现在再来分析一下问题二，其实例子比较明显，是通过构造函数和属性来完成参数和返回值，这一点我也不多说了。如果线程参数比较多的话，可以考虑属性来完成，类似于返回值。

问题三，我就更不用多说了。有人说了，如果子线程中的循环不能睡眠怎么办，因为睡眠的话，有时会造成数据丢失，这方面的可以借鉴前面Suspend的做法，如果更复杂，则牵扯到多线程的同步问题，这部分我会稍后单独写一篇文章。

前三个问题解决了，该说说最常见的问题，如何在子线程中控制窗体控件。这也是写线程方面程序经常遇到的。

首先说说，为什么不能直接在子线程中操纵UI呢。原因在于子线程和UI线程属于不同的上下文，换句比较通俗的话说，就好比两个人在不同的房间里一样，那么要你直接操作另一个房间里的东西，恐怕不行罢，那么对于子线程来说也一样，不能直接操作UI线程中的对象。

那么如何在子线程中操纵UI线程中的对象呢，.Net提供了Invoke和BeginInvoke这两种方法。简单地说，就是子线程发消息让UI线程来完成相应的操作。

这两个方法有什么区别，这在我以前的文章已经说过了，Invoke需要等到所调函数的返回，而BeginInvoke则不需要。

用这两个方法需要注意的，有如下三点：

第一个是由于Invoke和BeginInvoke属于Control类型的成员方法，因此调用的时候，需要得到Control类型的对象才能触发，也就是说你要触发窗体做什么操作或者窗体上某个控件做什么操作，需要把窗体对象或者控件对象传递到线程中。

第二个，对于Invoke和BeginInvoke接受的参数属于一个delegate类型，我在以前的文章中使用的是MethodInvoker，这是.Net自带的一个delegate类型，而并不意味着在使用Invoke或者BeginInvoke的时候只能用它。参看我给的第二篇文章（《如何弹出一个模式窗口来显示进度条》），会有很多不同的delegate定义。

最后一个，使用Invoke和BeginInvoke有个需要注意的，就是当子线程在Form_Load开启的时候，会遇到异常，这是因为触发Invoke的对象还没有完全初始化完毕。处理此类问题，在开启线程之前显式的调用“this.Show();”，来使窗体显示在线程开启之前。如果此时只是开启线程来初始化显示数据，那我建议你不要使用子线程，用Splash窗体的效果可能更好。这方面可以参看如下的例子。

http://www.syncfusion.com/FAQ/WindowsForms/FAQ_c95c.aspx#q621q

线程的四个相关问题已经说完了，这篇文章只说了单线程，以及单线程与UI线程交互的问题。其中涉及到的方法不一定是唯一的，因为.Net还提供了其他类来扶助线程操作，这里就不一一罗列。