Chinaunix首页 | 论坛 | 博客
  • 博客访问: 1039552
  • 博文数量: 243
  • 博客积分: 3053
  • 博客等级: 中校
  • 技术积分: 2975
  • 用 户 组: 普通用户
  • 注册时间: 2009-05-02 21:11
文章分类

全部博文(243)

文章存档

2013年(2)

2012年(20)

2011年(5)

2010年(114)

2009年(102)

我的朋友

分类:

2010-09-02 13:22:06

C# Control的Invoke和BeginInvoke及其实现机制

与C++不同,C#语言禁止在创建某个控件的线程外对控件进行访问,否则会引起访问违规的异常。但有些时候,我们的确需要从其他线程对控件,此时就需要借助于Invoke和BeginInvoke之手了。我们先来对Invoke进行介绍。

Invoke是控件Control的成员方法,函数有两个重载版本:

Invoke(Delegate) 在拥有此控件的基础窗口句柄的线程上执行指定的委托。
Invoke(Delegate, object[]) 在拥有控件的基础窗口句柄的线程上,用指定的参数列表执行指定委托。

第一个版本用于Invoke不带参数的委托,第二个版本用于Invoke带参数的委托,没有实质的区别。

Invoke 的作用MSDN上描述得有些晦涩,我会尝试用简单点的语言来进行表述。Invoke的作用是,将一个Delegate代表的函数(Delegate可以理解为函数指针)移交到控件所在线程中执行,且这个操作是同步操作,在Delegate代表的函数执行完毕后,Invoke函数才会返回。


当我们需要在其他线程总对一个控件进行操作时,可以如下操作
C# code
delegate void Delegate0();

// 假设form是 FuncOnControl函数要使用到的form  
C# code
public this Form1 form; private void FuncOnControl() { Control ctrl = (Control)this.form; if (ctrl.InvokeRequired) { Delegate0 d = new Delegate0(FuncOnControl); ctrl.Invoke(d); return; } // 真正的 FuncOnControl 应当进行的操作 }


上面代码中用到 Control.InvokeRequired这个属性,这个属性表示如果要对Control进行操作,是否需要使用到Invoke来进行线程切换。这个属性的判断依据即当前线程和创建Control的线程是否是同一个线程。

在执行了Invoke以后,不要忘记了return,因为整个函数将会在另外一个线程中被运行,如果没有return,则函数的本次调用会继续下去,导致函数被运行两次,且仍然在当前线程中访问Control。

Invoke 是如何将函数送到其他线程去执行的呢?这里我首先想到的是消息循环,向创建Control的线程发送一个消息,在消息处理函数中调用Delegate代表的函数,这样是肯定可以实现线程切换的。

我们可以编写一个程序来验证Invoke是否真的是使用消息循环机制实现,这个程序将分析控件所在线程收到的消息,验证在Invoke调用的时候,该线程是否收到了可疑的消息。

首先创建一个C#的windows application。

我需要一个跟消息循环相关的类,以发送,接收消息,于是我创建一个类,名为WinApi.cs,其源码如下:

C# code
using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Runtime.InteropServices; namespace Test { [StructLayout(LayoutKind.Sequential)] public struct POINT { public int x; public int y; } [StructLayout(LayoutKind.Sequential)] public struct MSG { public IntPtr hwnd; public uint message; public uint wParam; public uint lParam; public uint time; public POINT pt; } public class WinApi { [DllImport("user32.dll")] public static extern void PostMessage(IntPtr hWnd, int msg, IntPtr wParam, IntPtr lParam); [DllImport("user32.dll")] public static extern bool GetMessage(ref MSG msg, IntPtr hWnd, int min, int max); [DllImport("user32.dll")] public static extern void TranslateMessage(ref MSG msg); [DllImport("user32.dll")] public static extern void DispatchMessage(ref MSG msg); } }


上面几个函数的功能我在 Windows消息机制里都已经讲过了,在这里我只做简要说明,如果有什么疑问,请参考那一篇文章。

MSG 是Windows消息机制中最重要的一个结构体,表示一个消息。
PostMessage 函数向某一个窗口发送一个指定的消息。
GetMessage 从消息队列中获取消息,其参数hWnd表示要获取发送给哪一个窗口的消息,如果为NULL,则表示所有消息。
TranslateMessage 将消息进行翻译,主要是处理键盘输入相关的东西。
DispatchMessage 对消息进行分发,根据消息的hWnd调用不同的窗口过程。

有了准备工作以后,我需要两个Windows窗口,暂且命名为Form1和Form2。其中Form1为主窗体,Form2为第二个窗体,这个Form2需要在第二个线程中运行,以便我可以点击Form2的按钮,然后调用Form1的Invoke函数,实现线程的切换。看起来有点复杂? 那就一步一步来做吧。

在创建工程的时候,IDE会自动为我们创建一个Form1,那么我们现在先添加一个From,使用其默认的名称Form2。在Form2里添加一个Form1类型的public成员,如下:

查看源代码打印帮助public Form1 form1 = null; 

我们还需要一个函数,用来Invoke:

C# code
void Func(object sender, EventArgs arg) { int id = System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; MessageBox.Show("Function Thread:" + id); }


再给Form2添加一个按钮,以执行Invoke操作:

C# code
private void BtnInvoke_Click(object sender, EventArgs e) { MessageBox.Show("Invoker Thread:" + System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); EventHandler d = new EventHandler(Func); Control ctrl = (Control)this.form1; ctrl.Invoke(d); }


Form2已经就绪了,下面给Form1增加一个按钮,以启动Form2,这个按钮的响应代码为:

C# code
private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { Thread t = new Thread(new ThreadStart(this.ThreadFunc)); t.Start(); }


当然,不要忘记了 ThreadFunc 的定义,以及在文件头部加上对 System.Thread 名字空间的引入

C# code
private void ThreadFunc() { Form2 form2 = new Form2(); form2.form1 = this; form2.ShowDialog(); }


还记得么?在中提到的, ShowDialog 会让form2正常运行起来。

想想看,Form2有了,可以Invoke了,Form1中也增加了启动Form2的接口了,那么我们下面该验证Invoke是否是向Form1所在线程发了消息了。我们可以直接重载Form1的WndProc以截获消息,但又考虑到消息可能是直接发送到线程中去了,hWnd并不是Form1的句柄,因此我们要做得更绝一点:启动一个新的消息循环!

给Form1添加一个按钮,在其响应代码中输入如下代码:

C# code
private void BtnStartMsgLoop_Click(object sender, EventArgs e) { MSG msg = new MSG(); while (WinApi.GetMessage(ref msg, IntPtr.Zero, 0, 0)) { MessageBox.show("msg recved:" + msg.message); WinApi.TranslateMessage(ref msg); WinApi.DispatchMessage(ref msg); } }

我们点击这个按钮以后,消息循环就被我们改变了,是不是很神奇? 我们可以把所有的消息都用MessageBox弹出来查看,看看Invoke是不是用到了消息。但实际上这段代码一运行,我们就会发现这实在是一个很烂的点子,运行过程中Form1接收到了太多的无关消息了,要是能过滤这些无关消息就好了。可以做到么? 可以!

给Form1添加一个成员:

C# code
public List<int> MsgList = new List<int>();
 

MsgList将保存所有的与Invoke无关的可能出现的消息,下面我们将需要向MsgList中填入数据。

添加一个按钮,响应代码如下:

C# code
private void BtnInitMsgList_Click(object sender, EventArgs e) { MSG msg = new MSG(); while (WinApi.GetMessage(ref msg, IntPtr.Zero, 0, 0)) { if (MsgList.Contains((int)msg.message) == false) { MsgList.Add((int)msg.message); } // exit message loop if (msg.message == 110100) { break; } if (msg.hwnd == IntPtr.Zero) { //MessageBox.Show("Msg Recved:" + msg.message); uint message = msg.message; continue; } WinApi.TranslateMessage(ref msg); WinApi.DispatchMessage(ref msg); } }

没错,我们又建立了一个消息循环,不过这个消息循环是可以退出的,当接收到的消息为110100时,这个消息循环就会退出,返回到系统的主消息循环中。

好吧,我么又得需要一个按钮了,这个按钮用于退出这个消息循环:

C# code
private void EndInitMsgList_Click(object sender, EventArgs e) { WinApi.PostMessage(this.Handle, 110100, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero); }

既然有了MsgList,那么BtnStartMsgLoop_Click函数也该做相应修改了:

C# code
private void BtnStartMsgLoop_Click(object sender, EventArgs e) { MSG msg = new MSG(); while (WinApi.GetMessage(ref msg, IntPtr.Zero, 0, 0)) { if (MsgList.Contains((int)msg.message) == false) { uint m = msg.message; } WinApi.TranslateMessage(ref msg); WinApi.DispatchMessage(ref msg); } }


我把之前的MessageBox.Show替换成了 uint m = msg.message; 这是有原因的,还记得么? 模态对话框会构建自己的消息循环,我不大想让自己好不容易夺取来的消息循环控制权又转让给了MessageBox,所以我尽量不去使用它,我宁愿在这里加一个断点来进行调试。所以,请本文的读者在 uint m = msg.message 处加设一个断点吧。

是不是有点头晕了? 下面我来整理下这些Form以及其上的按钮:
Form1:
BtnOpenForm2 : 在一个线程中启动form2
BtnInitMsgList : 启动初始化MsgList的消息循环,将所有出现的消息记录在MsgList中
BtnEndInitMsgList : 给自身发送1101,结束初始化MsgList的过程
BtnStartMsgLoop : 启动消息循环,并对消息进行检测。记住,别忘了在 uint m = msg.message 处加一个断点

Form2:
这个就简单了,只有一个调用Invoke的按键

现在开始测试:
Step 1: 启动调试,会弹出Form1
Step 2: 在Form1 上点击BtnInitMsgList,第大概3秒钟,在这个过程中移动Form1的界面,最大最小化Form1,尽量让消息都被保存到MsgList中。
Step 3: 在Form1 上点击BtnEndInitMsgList,等大概1秒钟
Step 4: 在Form1 上点击BtnOpenForm2,则Form2 启动
Step 5: 在Form1 上点击BtnStartMsgLoop,将消息循环转移到自己的控制下
Step 6: 点击Form2 上的Invoke按钮,调用Form1.Invoke

我们可以很明显地看到,Form2 调用Invoke以后,我们在Form1中设置的断点立马有反应了,跟踪调试,就会发现DispatchMessage的下一行就是Form2中的Func。

在这个程序的基础上,大家可以任意发挥,做自己想做的测试,但我从这个测试里,只得出结论,Invoke实际上是利用消息循环来实现的,但我并不知道Invoke向消息循环中发出了什么参数,实际上 lParam和wParam都是0。如果你得出的lParam和wParam不是0,那么很抱歉,可能那个消息并不是我们需要截获的那一个,你需要MsgList保存更多的无关消息。

我不知道Invoke的参数,也就是要执行的函数和它的参数,是如何传递的,如果有谁知道的话,希望能过告诉我,我的联系方式是 luckzj12@163.com ^_^

到这里,Invoke可以告一段落,下面该是BeginInvoke了。BeginInvoke实现的功能和Invoke一样,都是实现线程切换,只是不同的是,BeginInvoke 抛送消息后,立即返回,而不会阻塞等待执行结束,也就是说,这是一个异步的操作,其原型为:

C# code
public IAsyncResult BeginInvoke( Delegate method ) public IAsyncResult BeginInvoke( Delegate method, Object[] args )


一切都跟Invoke的一样,区别就是Invoke返回是object,即Invoke所调用的函数的返回值,而BeginInvoke返回的是 IAsyncResult。

IAsyncResult 实际上相当于一个证明,证明你调用了这个BeginInvoke,你如果想知道调用的结果,就可以调用EndInvoke来获取:

C# code
public Object EndInvoke( IAsyncResult asyncResult )


EndInvoke通常和BeginInvoke配合使用,以获取BeginInvoke调用的函数的返回值,如果调用EndInvoke时,操作尚未完成,则EndInvoke就会一直等待。

这就好比说是你要出门履行,将行礼托运,托运的时候对方会给你开一个托运的单子,等你到了目的地,想取回行李的时候,你就可以拿出这个单子,找托运方换回你的行李,当然,如果行李还在路上,那么不好意思,你得老老实实在那等着了,直到行李来了,你交回单据,才能离开。

BeginInvoke与Invoke相比,更加类似于PostMessage,我们同样可以使用上面的测试方法,来对BeginInvoke的实现原理进行测试,所得出的结论也是一样的: 我们的确收到了消息,但我们却无法分析出更多的实现细节。
阅读(5724) | 评论(0) | 转发(0) |
0

上一篇:C#反编译工具

下一篇:Http Push 原理

给主人留下些什么吧!~~