Практическое руководство. Осуществление потокобезопасных вызовов элементов управления Windows Forms.
Обновлен: Ноябрь 2007
При использовании многопоточности для улучшения производительности приложений Windows Forms, следует с особой осторожностью осуществлять вызовы элементов управления, придерживаясь безопасности потоков.
Пример
Доступ к элементам управления Windows Forms по сути не является потокобезопасным. При наличии двух или более потоков, контролирующих состояние элемента управления, последний может оказаться в несогласованном состоянии. Кроме того, могут возникнуть другие ошибки, связанные с потоками, включая состояния гонки и взаимоблокировки. Важно обеспечить потокобезопасный доступ к элементам управления.
.NET Framework помогает выявить обращения к элементам управления, не являющиеся потокобезопасными. При выполнении приложения в отладчике и попытке вызова элемента управления потоком, отличным от создавшего этот элемент управления, в отладчике создается InvalidOperationException с сообщением "Обращение к элементу управления имя элемента управления из потока, не являющегося создателем элемента управления".
Это исключение всегда Происходит во время отладки, а в некоторых случаях во время выполнения. При возникновении этой проблемы строго рекомендуется устранить ее. Исключение может появляться при отладке приложений, написанных с использованием библиотеки платформы .NET Framework версии до .NET Framework 2.0.
.gif "Примечание") Примечание. |
|---|
Это исключение можно отключить, присвоив свойству CheckForIllegalCrossThreadCalls значение false. В этом случае элемент управления будет выполняться так же, как в Visual Studio 2003. |
В следующем примере кода показано, как осуществлять потокобезопасные вызовы элементов управления Windows Forms, а также вызовы в небезопасном режиме из рабочего потока. В примере продемонстрирован способ установки свойства Text элемента управления TextBox в не потокобезопасном режиме, а также показаны два потокобезопасных способа установки свойства Text.
Imports System
Imports System.ComponentModel
Imports System.Threading
Imports System.Windows.Forms
Public Class Form1
Inherits Form
' This delegate enables asynchronous calls for setting
' the text property on a TextBox control.
Delegate Sub SetTextCallback([text] As String)
' This thread is used to demonstrate both thread-safe and
' unsafe ways to call a Windows Forms control.
Private demoThread As Thread = Nothing
' This BackgroundWorker is used to demonstrate the
' preferred way of performing asynchronous operations.
Private WithEvents backgroundWorker1 As BackgroundWorker
Private textBox1 As TextBox
Private WithEvents setTextUnsafeBtn As Button
Private WithEvents setTextSafeBtn As Button
Private WithEvents setTextBackgroundWorkerBtn As Button
Private components As System.ComponentModel.IContainer = Nothing
Public Sub New()
InitializeComponent()
End Sub
Protected Overrides Sub Dispose(disposing As Boolean)
If disposing AndAlso (components IsNot Nothing) Then
components.Dispose()
End If
MyBase.Dispose(disposing)
End Sub
' This event handler creates a thread that calls a
' Windows Forms control in an unsafe way.
Private Sub setTextUnsafeBtn_Click( _
ByVal sender As Object, _
ByVal e As EventArgs) Handles setTextUnsafeBtn.Click
Me.demoThread = New Thread( _
New ThreadStart(AddressOf Me.ThreadProcUnsafe))
Me.demoThread.Start()
End Sub
' This method is executed on the worker thread and makes
' an unsafe call on the TextBox control.
Private Sub ThreadProcUnsafe()
Me.textBox1.Text = "This text was set unsafely."
End Sub
' This event handler creates a thread that calls a
' Windows Forms control in a thread-safe way.
Private Sub setTextSafeBtn_Click( _
ByVal sender As Object, _
ByVal e As EventArgs) Handles setTextSafeBtn.Click
Me.demoThread = New Thread( _
New ThreadStart(AddressOf Me.ThreadProcSafe))
Me.demoThread.Start()
End Sub
' This method is executed on the worker thread and makes
' a thread-safe call on the TextBox control.
Private Sub ThreadProcSafe()
Me.SetText("This text was set safely.")
End Sub
' This method demonstrates a pattern for making thread-safe
' calls on a Windows Forms control.
'
' If the calling thread is different from the thread that
' created the TextBox control, this method creates a
' SetTextCallback and calls itself asynchronously using the
' Invoke method.
'
' If the calling thread is the same as the thread that created
' the TextBox control, the Text property is set directly.
Private Sub SetText(ByVal [text] As String)
' InvokeRequired required compares the thread ID of the
' calling thread to the thread ID of the creating thread.
' If these threads are different, it returns true.
If Me.textBox1.InvokeRequired Then
Dim d As New SetTextCallback(AddressOf SetText)
Me.Invoke(d, New Object() {[text]})
Else
Me.textBox1.Text = [text]
End If
End Sub
' This event handler starts the form's
' BackgroundWorker by calling RunWorkerAsync.
'
' The Text property of the TextBox control is set
' when the BackgroundWorker raises the RunWorkerCompleted
' event.
Private Sub setTextBackgroundWorkerBtn_Click( _
ByVal sender As Object, _
ByVal e As EventArgs) Handles setTextBackgroundWorkerBtn.Click
Me.backgroundWorker1.RunWorkerAsync()
End Sub
' This event handler sets the Text property of the TextBox
' control. It is called on the thread that created the
' TextBox control, so the call is thread-safe.
'
' BackgroundWorker is the preferred way to perform asynchronous
' operations.
Private Sub backgroundWorker1_RunWorkerCompleted( _
ByVal sender As Object, _
ByVal e As RunWorkerCompletedEventArgs) _
Handles backgroundWorker1.RunWorkerCompleted
Me.textBox1.Text = _
"This text was set safely by BackgroundWorker."
End Sub
#Region "Windows Form Designer generated code"
Private Sub InitializeComponent()
Me.textBox1 = New System.Windows.Forms.TextBox()
Me.setTextUnsafeBtn = New System.Windows.Forms.Button()
Me.setTextSafeBtn = New System.Windows.Forms.Button()
Me.setTextBackgroundWorkerBtn = New System.Windows.Forms.Button()
Me.backgroundWorker1 = New System.ComponentModel.BackgroundWorker()
Me.SuspendLayout()
'
' textBox1
'
Me.textBox1.Location = New System.Drawing.Point(12, 12)
Me.textBox1.Name = "textBox1"
Me.textBox1.Size = New System.Drawing.Size(240, 20)
Me.textBox1.TabIndex = 0
'
' setTextUnsafeBtn
'
Me.setTextUnsafeBtn.Location = New System.Drawing.Point(15, 55)
Me.setTextUnsafeBtn.Name = "setTextUnsafeBtn"
Me.setTextUnsafeBtn.TabIndex = 1
Me.setTextUnsafeBtn.Text = "Unsafe Call"
'
' setTextSafeBtn
'
Me.setTextSafeBtn.Location = New System.Drawing.Point(96, 55)
Me.setTextSafeBtn.Name = "setTextSafeBtn"
Me.setTextSafeBtn.TabIndex = 2
Me.setTextSafeBtn.Text = "Safe Call"
'
' setTextBackgroundWorkerBtn
'
Me.setTextBackgroundWorkerBtn.Location = New System.Drawing.Point(177, 55)
Me.setTextBackgroundWorkerBtn.Name = "setTextBackgroundWorkerBtn"
Me.setTextBackgroundWorkerBtn.TabIndex = 3
Me.setTextBackgroundWorkerBtn.Text = "Safe BW Call"
'
' backgroundWorker1
'
'
' Form1
'
Me.ClientSize = New System.Drawing.Size(268, 96)
Me.Controls.Add(setTextBackgroundWorkerBtn)
Me.Controls.Add(setTextSafeBtn)
Me.Controls.Add(setTextUnsafeBtn)
Me.Controls.Add(textBox1)
Me.Name = "Form1"
Me.Text = "Form1"
Me.ResumeLayout(False)
Me.PerformLayout()
End Sub 'InitializeComponent
#End Region
<STAThread()> _
Shared Sub Main()
Application.EnableVisualStyles()
Application.Run(New Form1())
End Sub
End Class
using System;
using System.ComponentModel;
using System.Threading;
using System.Windows.Forms;
namespace CrossThreadDemo
{
public class Form1 : Form
{
// This delegate enables asynchronous calls for setting
// the text property on a TextBox control.
delegate void SetTextCallback(string text);
// This thread is used to demonstrate both thread-safe and
// unsafe ways to call a Windows Forms control.
private Thread demoThread = null;
// This BackgroundWorker is used to demonstrate the
// preferred way of performing asynchronous operations.
private BackgroundWorker backgroundWorker1;
private TextBox textBox1;
private Button setTextUnsafeBtn;
private Button setTextSafeBtn;
private Button setTextBackgroundWorkerBtn;
private System.ComponentModel.IContainer components = null;
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
protected override void Dispose(bool disposing)
{
if (disposing && (components != null))
{
components.Dispose();
}
base.Dispose(disposing);
}
// This event handler creates a thread that calls a
// Windows Forms control in an unsafe way.
private void setTextUnsafeBtn_Click(
object sender,
EventArgs e)
{
this.demoThread =
new Thread(new ThreadStart(this.ThreadProcUnsafe));
this.demoThread.Start();
}
// This method is executed on the worker thread and makes
// an unsafe call on the TextBox control.
private void ThreadProcUnsafe()
{
this.textBox1.Text = "This text was set unsafely.";
}
// This event handler creates a thread that calls a
// Windows Forms control in a thread-safe way.
private void setTextSafeBtn_Click(
object sender,
EventArgs e)
{
this.demoThread =
new Thread(new ThreadStart(this.ThreadProcSafe));
this.demoThread.Start();
}
// This method is executed on the worker thread and makes
// a thread-safe call on the TextBox control.
private void ThreadProcSafe()
{
this.SetText("This text was set safely.");
}
// This method demonstrates a pattern for making thread-safe
// calls on a Windows Forms control.
//
// If the calling thread is different from the thread that
// created the TextBox control, this method creates a
// SetTextCallback and calls itself asynchronously using the
// Invoke method.
//
// If the calling thread is the same as the thread that created
// the TextBox control, the Text property is set directly.
private void SetText(string text)
{
// InvokeRequired required compares the thread ID of the
// calling thread to the thread ID of the creating thread.
// If these threads are different, it returns true.
if (this.textBox1.InvokeRequired)
{
SetTextCallback d = new SetTextCallback(SetText);
this.Invoke(d, new object[] { text });
}
else
{
this.textBox1.Text = text;
}
}
// This event handler starts the form's
// BackgroundWorker by calling RunWorkerAsync.
//
// The Text property of the TextBox control is set
// when the BackgroundWorker raises the RunWorkerCompleted
// event.
private void setTextBackgroundWorkerBtn_Click(
object sender,
EventArgs e)
{
this.backgroundWorker1.RunWorkerAsync();
}
// This event handler sets the Text property of the TextBox
// control. It is called on the thread that created the
// TextBox control, so the call is thread-safe.
//
// BackgroundWorker is the preferred way to perform asynchronous
// operations.
private void backgroundWorker1_RunWorkerCompleted(
object sender,
RunWorkerCompletedEventArgs e)
{
this.textBox1.Text =
"This text was set safely by BackgroundWorker.";
}
#region Windows Form Designer generated code
private void InitializeComponent()
{
this.textBox1 = new System.Windows.Forms.TextBox();
this.setTextUnsafeBtn = new System.Windows.Forms.Button();
this.setTextSafeBtn = new System.Windows.Forms.Button();
this.setTextBackgroundWorkerBtn = new System.Windows.Forms.Button();
this.backgroundWorker1 = new System.ComponentModel.BackgroundWorker();
this.SuspendLayout();
//
// textBox1
//
this.textBox1.Location = new System.Drawing.Point(12, 12);
this.textBox1.Name = "textBox1";
this.textBox1.Size = new System.Drawing.Size(240, 20);
this.textBox1.TabIndex = 0;
//
// setTextUnsafeBtn
//
this.setTextUnsafeBtn.Location = new System.Drawing.Point(15, 55);
this.setTextUnsafeBtn.Name = "setTextUnsafeBtn";
this.setTextUnsafeBtn.TabIndex = 1;
this.setTextUnsafeBtn.Text = "Unsafe Call";
this.setTextUnsafeBtn.Click += new System.EventHandler(this.setTextUnsafeBtn_Click);
//
// setTextSafeBtn
//
this.setTextSafeBtn.Location = new System.Drawing.Point(96, 55);
this.setTextSafeBtn.Name = "setTextSafeBtn";
this.setTextSafeBtn.TabIndex = 2;
this.setTextSafeBtn.Text = "Safe Call";
this.setTextSafeBtn.Click += new System.EventHandler(this.setTextSafeBtn_Click);
//
// setTextBackgroundWorkerBtn
//
this.setTextBackgroundWorkerBtn.Location = new System.Drawing.Point(177, 55);
this.setTextBackgroundWorkerBtn.Name = "setTextBackgroundWorkerBtn";
this.setTextBackgroundWorkerBtn.TabIndex = 3;
this.setTextBackgroundWorkerBtn.Text = "Safe BW Call";
this.setTextBackgroundWorkerBtn.Click += new System.EventHandler(this.setTextBackgroundWorkerBtn_Click);
//
// backgroundWorker1
//
this.backgroundWorker1.RunWorkerCompleted += new System.ComponentModel.RunWorkerCompletedEventHandler(this.backgroundWorker1_RunWorkerCompleted);
//
// Form1
//
this.ClientSize = new System.Drawing.Size(268, 96);
this.Controls.Add(this.setTextBackgroundWorkerBtn);
this.Controls.Add(this.setTextSafeBtn);
this.Controls.Add(this.setTextUnsafeBtn);
this.Controls.Add(this.textBox1);
this.Name = "Form1";
this.Text = "Form1";
this.ResumeLayout(false);
this.PerformLayout();
}
#endregion
[STAThread]
static void Main()
{
Application.EnableVisualStyles();
Application.Run(new Form1());
}
}
}
Потоконебезопасные вызовы элемента управления Windows Forms
Осуществление потоконебезопасного вызова элемента управления Windows Forms заключается в непосредственном вызове из рабочего потока. При отладке приложения, в отладчике создается InvalidOperationException, предупреждающее о потоконебезопасных вызовах элементов управления.
' This event handler creates a thread that calls a
' Windows Forms control in an unsafe way.
Private Sub setTextUnsafeBtn_Click( _
ByVal sender As Object, _
ByVal e As EventArgs) Handles setTextUnsafeBtn.Click
Me.demoThread = New Thread( _
New ThreadStart(AddressOf Me.ThreadProcUnsafe))
Me.demoThread.Start()
End Sub
' This method is executed on the worker thread and makes
' an unsafe call on the TextBox control.
Private Sub ThreadProcUnsafe()
Me.textBox1.Text = "This text was set unsafely."
End Sub
// This event handler creates a thread that calls a
// Windows Forms control in an unsafe way.
private void setTextUnsafeBtn_Click(
object sender,
EventArgs e)
{
this.demoThread =
new Thread(new ThreadStart(this.ThreadProcUnsafe));
this.demoThread.Start();
}
// This method is executed on the worker thread and makes
// an unsafe call on the TextBox control.
private void ThreadProcUnsafe()
{
this.textBox1.Text = "This text was set unsafely.";
}
Потокобезопасные вызовы элемента управления Windows Forms
Осуществление потокобезопасного вызова элемента управления Windows Forms
Опросите свойство InvokeRequired элемента управления.
Если InvokeRequired возвращает true, вызовите Invoke с делегатом, фактически вызывающим элемент управления.
Если InvokeRequired возвращает false, вызовите элемент управления напрямую.
В следующем примере кода эта логика реализована в служебном методе SetText. Тип делегата с именем SetTextDelegate инкапсулирует метод SetText. Когда InvokeRequired элемента управления TextBox возвращает true, метод создает SetText экземпляр SetTextDelegate и вызывает метод Invoke формы. При этом метод SetText вызывается в потоке, создавшем элемент управления TextBox, и в таком контексте потока свойство Text устанавливается непосредственно.
' This event handler creates a thread that calls a
' Windows Forms control in a thread-safe way.
Private Sub setTextSafeBtn_Click( _
ByVal sender As Object, _
ByVal e As EventArgs) Handles setTextSafeBtn.Click
Me.demoThread = New Thread( _
New ThreadStart(AddressOf Me.ThreadProcSafe))
Me.demoThread.Start()
End Sub
' This method is executed on the worker thread and makes
' a thread-safe call on the TextBox control.
Private Sub ThreadProcSafe()
Me.SetText("This text was set safely.")
End Sub
// This event handler creates a thread that calls a
// Windows Forms control in a thread-safe way.
private void setTextSafeBtn_Click(
object sender,
EventArgs e)
{
this.demoThread =
new Thread(new ThreadStart(this.ThreadProcSafe));
this.demoThread.Start();
}
// This method is executed on the worker thread and makes
// a thread-safe call on the TextBox control.
private void ThreadProcSafe()
{
this.SetText("This text was set safely.");
}
' This method demonstrates a pattern for making thread-safe
' calls on a Windows Forms control.
'
' If the calling thread is different from the thread that
' created the TextBox control, this method creates a
' SetTextCallback and calls itself asynchronously using the
' Invoke method.
'
' If the calling thread is the same as the thread that created
' the TextBox control, the Text property is set directly.
Private Sub SetText(ByVal [text] As String)
' InvokeRequired required compares the thread ID of the
' calling thread to the thread ID of the creating thread.
' If these threads are different, it returns true.
If Me.textBox1.InvokeRequired Then
Dim d As New SetTextCallback(AddressOf SetText)
Me.Invoke(d, New Object() {[text]})
Else
Me.textBox1.Text = [text]
End If
End Sub
// This method demonstrates a pattern for making thread-safe
// calls on a Windows Forms control.
//
// If the calling thread is different from the thread that
// created the TextBox control, this method creates a
// SetTextCallback and calls itself asynchronously using the
// Invoke method.
//
// If the calling thread is the same as the thread that created
// the TextBox control, the Text property is set directly.
private void SetText(string text)
{
// InvokeRequired required compares the thread ID of the
// calling thread to the thread ID of the creating thread.
// If these threads are different, it returns true.
if (this.textBox1.InvokeRequired)
{
SetTextCallback d = new SetTextCallback(SetText);
this.Invoke(d, new object[] { text });
}
else
{
this.textBox1.Text = text;
}
}
Потокобезопасные вызовы с BackgroundWorker
Наиболее предпочтительным способом реализации многопоточности в приложении является использование компонента BackgroundWorker. Для реализации многопоточности компонент использует BackgroundWorker модель на основе событий. Рабочий поток выполняет обработчик событий DoWork, а поток, создающий элементы управления, выполняет обработчики событий ProgressChanged и RunWorkerCompleted. Не следует вызывать какие-либо элементы управления из обработчика событий DoWork.
В следующем примере кода асинхронные операции отсутствуют, поэтому обработчик событий DoWork не реализован. Свойство Text элемента управления TextBox устанавливается непосредственно в обработчике событий RunWorkerCompleted.
' This event handler starts the form's
' BackgroundWorker by calling RunWorkerAsync.
'
' The Text property of the TextBox control is set
' when the BackgroundWorker raises the RunWorkerCompleted
' event.
Private Sub setTextBackgroundWorkerBtn_Click( _
ByVal sender As Object, _
ByVal e As EventArgs) Handles setTextBackgroundWorkerBtn.Click
Me.backgroundWorker1.RunWorkerAsync()
End Sub
' This event handler sets the Text property of the TextBox
' control. It is called on the thread that created the
' TextBox control, so the call is thread-safe.
'
' BackgroundWorker is the preferred way to perform asynchronous
' operations.
Private Sub backgroundWorker1_RunWorkerCompleted( _
ByVal sender As Object, _
ByVal e As RunWorkerCompletedEventArgs) _
Handles backgroundWorker1.RunWorkerCompleted
Me.textBox1.Text = _
"This text was set safely by BackgroundWorker."
End Sub
// This event handler starts the form's
// BackgroundWorker by calling RunWorkerAsync.
//
// The Text property of the TextBox control is set
// when the BackgroundWorker raises the RunWorkerCompleted
// event.
private void setTextBackgroundWorkerBtn_Click(
object sender,
EventArgs e)
{
this.backgroundWorker1.RunWorkerAsync();
}
// This event handler sets the Text property of the TextBox
// control. It is called on the thread that created the
// TextBox control, so the call is thread-safe.
//
// BackgroundWorker is the preferred way to perform asynchronous
// operations.
private void backgroundWorker1_RunWorkerCompleted(
object sender,
RunWorkerCompletedEventArgs e)
{
this.textBox1.Text =
"This text was set safely by BackgroundWorker.";
}
Элементы управления ActiveX в Windows Forms
При использовании элементов управления ActiveX в форме, может возникать несколько потоков InvalidOperationException в случае выполнения в отладчике. В таких случаях элемент управления ActiveX не поддерживает многопоточность. Дополнительные сведения об элементах ActiveX с Windows Forms см. в разделе Windows Forms и неуправляемые приложения.
При использовании Visual Studio этого исключения можно избежать, отключив главный процесс Visual Studio.
Дополнительные сведения см. в разделах Практическое руководство. Отключение главного процесса и Практическое руководство. Отключение главного процесса и Практическое руководство. Отключение главного процесса.
Отказоустойчивость
.gif "Предупреждающее замечание") Внимание! |
|---|
При использовании многопоточности любого рода код подвержен весьма серьезным и сложным ошибкам. Перед реализацией любого решения с многопоточностью изучите подробные сведения в разделе Рекомендации по работе с потоками. |
См. также
Задачи
Практическое руководство. Фоновое выполнение операции
Практическое руководство. Реализация формы, в которой выполняется фоновая операция
Ссылки
Другие ресурсы
Разработка пользовательских элементов управления Windows Forms в .NET Framework