在WPF中使用多線程更新UI
有經驗的程序員們都知道：不能在UI線程上進行耗時操作，那樣會造成界面卡頓，如下就是一個簡單的示例：
public partial class MainWindow : Window
{
public MainWindow()
{
InitializeComponent();
this.Dispatcher.Invoke(new Action(()=> { }));
this.Loaded += MainWindow_Loaded;
}
private void MainWindow_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
{
this.Content = new UserControl1();
}
}
class UserControl1 : UserControl
{
TextBlock textBlock;
public UserControl1()
{
textBlock = new TextBlock();
this.Content = textBlock;
this.Dispatcher.BeginInvoke(new Action(updateTime), null);
}
private async void updateTime()
{
while (true)
{
Thread.Sleep(900); //模擬耗時操作
textBlock.Text = DateTime.Now.ToString();
await Task.Delay(100);
}
}
}
當我們運行這個程序的時候，就會發現：由於主線程大部分的時間片被占用，無法及時處理系統事件（如鼠標，鍵盤等輸入），導致程序變得非常卡頓，連拖動窗口都變得不流暢；
如何解決這個問題呢，初學者可能想到的第一個方法就是新啟一個線程，在線程中執行更新：
public UserControl1()
{
textBlock = new TextBlock();
this.Content = textBlock;
ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ => updateTime());
}
但很快就會發現此路不通，因為WPF不允許跨線程訪問程序，此時我們會得到一個："The calling thread cannot access this object because a different thread owns it."的InvalidOperationException異常
那麼該如何解決這一問題呢？通常的做法是把耗時的函數放在線程池執行，然後切回主線程更新UI顯示。前面的updateTime函數改寫如下：
private async void updateTime()
{
while (true)
{
await Task.Run(() => Thread.Sleep(900));
textBlock.Text = DateTime.Now.ToString();
await Task.Delay(100);
}
}
這種方式能滿足我們的大部分需求。但是，有的操作是比較耗時間的。例如，在多窗口實時監控的時候，我們就需要同時多十來個屏幕每秒鐘各進行幾十次的刷新，更新圖像這個操作必須在UI線程上進行，並且它有非常耗時間，此時又會回到最開始的卡頓的情況。
看起來這個問題無法解決，實際上，WPF隻是不允許跨線程訪問程序，並非不允許多線程更新界面。我們大可以對每個視頻監控窗口單獨其一個獨立的線程，在那個線程中進行更新操作，此時就不會影響到主線程。MSDN上有篇文章介紹瞭詳細的操作：Multithreaded UI: HostVisual。用這種方式將原來的程序改寫如下：
private void MainWindow_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
{
HostVisual hostVisual = new HostVisual();
UIElement content = new VisualHost(hostVisual);
this.Content = content;
Thread thread = new Thread(new ThreadStart(() =>
{
VisualTarget visualTarget = new VisualTarget(hostVisual);
var control = new UserControl1();
control.Arrange(new Rect(new Point(), content.RenderSize));
visualTarget.RootVisual = control;
System.Windows.Threading.Dispatcher.Run();
}));
thread.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
thread.IsBackground = true;
thread.Start();
}
public class VisualHost : FrameworkElement
{
Visual child;
public VisualHost(Visual child)
{
if (child == null)
throw new ArgumentException("child");
this.child = child;
AddVisualChild(child);
}
protected override Visual GetVisualChild(int index)
{
return (index == 0) ? child : null;
}
protected override int VisualChildrenCount
{
get { return 1; }
}
}
這個裡面用來瞭兩個新的類：HostVisual、VisualTarget。以及自己寫的一個VisualHost。MSDN上相關的解釋，也不算難理解，這裡就不多介紹瞭。最後，再來重構一下代碼，把在新線程中創建控件的方式改寫如下：
private void MainWindow_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
{
createChildInNewThread<UserControl1>(this);
}
void createChildInNewThread<T>(ContentControl container)
where T : UIElement , new()
{
HostVisual hostVisual = new HostVisual();
UIElement content = new VisualHost(hostVisual);
container.Content = content;
Thread thread = new Thread(new ThreadStart(() =>
{
VisualTarget visualTarget = new VisualTarget(hostVisual);
var control = new T();
control.Arrange(new Rect(new Point(), content.RenderSize));
visualTarget.RootVisual = control;
System.Windows.Threading.Dispatcher.Run();
}));
thread.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
thread.IsBackground = true;
thread.Start();
}
當然，我這個函數多瞭一些不必要的的限制：容器必須是ContentControl，子元素必須是UIElement。可以根據實際需要進行相關修改。這裡有一個完整的示例，也可以參考一下。
到此這篇關於WPF使用多線程更新UI的文章就介紹到這瞭。希望對大傢的學習有所幫助，也希望大傢多多支持WalkonNet。