WPF入門教程系列四——Dispatcher介紹

一、Dispatcher介紹

???? 微軟在WPF引入了Dispatcher，那么這個(gè)Dispatcher的主要作用是什么呢？

???? 不管是WinForm應(yīng)用程序還是WPF應(yīng)用程序，實(shí)際上都是一個(gè)進(jìn)程，一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程，其中有一個(gè)是主線程，其余的是子線程。在WPF或WinForm應(yīng)用程序中，主線程負(fù)責(zé)接收輸入、處理事件、繪制屏幕等工作，為了使主線程及時(shí)響應(yīng)，防止假死，在開發(fā)過程中對一些耗時(shí)的操作、消耗資源比較多的操作，都會去創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)子線程去完成操作，比如大數(shù)據(jù)量的循環(huán)操作、后臺下載。這樣一來，由于UI界面是主線程創(chuàng)建的，所以子線程不能直接更新由主線程維護(hù)的UI界面。

????? Dispatcher的作用是用于管理線程工作項(xiàng)隊(duì)列，類似于Win32中的消息隊(duì)列，Dispatcher的內(nèi)部函數(shù)，仍然調(diào)用了傳統(tǒng)的創(chuàng)建窗口類，創(chuàng)建窗口，建立消息泵等操作。Dispatcher本身是一個(gè)單例模式，構(gòu)造函數(shù)私有，暴露了一個(gè)靜態(tài)的CurrentDispatcher方法用于獲得當(dāng)前線程的Dispatcher。對于線程來說，它對Dispatcher是一無所知的，Dispatcher內(nèi)部維護(hù)了一個(gè)靜態(tài)的 List<Dispatcher> _dispatchers, 每當(dāng)使用CurrentDispatcher方法時(shí)，它會在這個(gè)_dispatchers中遍歷，如果沒有找到，則創(chuàng)建一個(gè)新的Dispatcher對 象，加入到_dispatchers中去。Dispatcher內(nèi)部維護(hù)了一個(gè)Thread的屬性，創(chuàng)建Dispatcher時(shí)會把當(dāng)前線程賦值給這個(gè) Thread的屬性，下次遍歷查找的時(shí)候就使用這個(gè)字段來匹配是否在_dispatchers中已經(jīng)保存了當(dāng)前線程的Dispatcher。

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二、Dispatcher的繼承關(guān)系

???? 在 WPF 的類層次結(jié)構(gòu)中，大部分都集中派生于 DispatcherObject 類（通過其他類）。如下圖?所示，您可以看到 DispatcherObject 虛擬類正好位于 Object 下方和大多數(shù) WPF 類的層次結(jié)構(gòu)之間。 要了解他們之間的關(guān)系可以參看下面這張類繼承關(guān)系圖：?

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對上圖的一些說明：

1)? System.Object 類：大家都知道在.Net中所有類型的基類,DispatcherObject 就繼承于它，所以它是WPF的基類。

2)? System.Windows.Threading.DispatcherObject 類：從圖中看WPF 中的使用到的大部分控件與其他類大多是繼承 DispatcherObject 類，它提供了用于處理并發(fā)和線程的基本構(gòu)造。

3)? System.Windows.DependencyObject類：對WPF中的依賴項(xiàng)屬性承載支持與? 附加屬性承載支持，表示參與 依賴項(xiàng)屬性 系統(tǒng)的對象。

4)? System.Windows.Media.Visual類：為 WPF 中的呈現(xiàn)提供支持，其中包括命中測試、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和邊界框計(jì)算等。

5)? System.Windows.UIElement 類：UIElement 是 WPF 核心級實(shí)現(xiàn)的基類，該類是 Windows Presentation Foundation (WPF) 中具有可視外觀并可以處理基本輸入的大多數(shù)對象的基類。

6)? System.Windows.FrameworkElement類：為 Windows Presentation Foundation (WPF) 元素提供 WPF 框架級屬性集、事件集和方法集。此類表示附帶的 WPF 框架級實(shí)現(xiàn)，它是基于由UIElement定義的 WPF 核心級 API 構(gòu)建的。

7)? System.Windows.Controls.Control 類：表示 用戶界面 (UI) 元素的基類，這些元素使用 ControlTemplate 來定義其外觀。

8)? System.Windows.Controls.ContentControl類：表示沒有任何類型的內(nèi)容表示單個(gè)控件。

WPF的絕大部分的控件，還包括窗口本身都是繼承自ContentControl的。

ContentControl族包含的控件

Button	ButtonBase	CheckBox	ComboBoxItem
ContentControl	Frame	GridViewColumnHeader	GroupItem
Label	ListBoxItem	ListViewItem	NavigationWindow
RadioButton	RepeatButton	ScrollViewer	StatusBarItem
ToggleButton	ToolTip	UserControl	Window

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9)? System.Windows.Controls.ItemsControl 類：表示可用于提供項(xiàng)目的集合的控件。?

?以條目集合位內(nèi)容的控件?ItemsControl

特點(diǎn)： a.均派生自ItemsControl

??????? ? ?b.內(nèi)容屬性為Items或ItemsSource

????? ?? ???c.每種ItemsControl都對應(yīng)有自己的條目容器(Item Container).

ItemsControl族包含的控件

Menu	MenuBase	ContextMenu	ComboBox
ItemsControl	ListBox	ListView	TabControl
TreeView	Selector	StatusBar	?

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10) System.Windows.Controls.Panel類：為所有 Panel 元素提供基類。 使用 Panel 元素定位和排列在 Windows Presentation Foundation (WPF) 應(yīng)用程序的子對象。

11)System.Windows.Sharps.Sharp類：為 Ellipse、Polygon 和 Rectangle 之類的形狀元素提供基類。

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三、走進(jìn)Dispatcher

????? 所有 WPF 應(yīng)用程序啟動時(shí)都會加載兩個(gè)重要的線程：一個(gè)用于呈現(xiàn)用戶界面，另一個(gè)用于管理用戶界面。呈現(xiàn)線程是一個(gè)在后臺運(yùn)行的隱藏線程，因此您通常面對的唯一線程 就是 UI 線程。WPF 要求將其大多數(shù)對象與 UI 線程進(jìn)行關(guān)聯(lián)。這稱之為線程關(guān)聯(lián)，意味著要使用一個(gè) WPF 對象，只能在創(chuàng)建它的線程上使用。在其他線程上使用它會導(dǎo)致引發(fā)運(yùn)行時(shí)異常。 UI 線程的作用是用于接收輸入、處理事件、繪制屏幕以及運(yùn)行應(yīng)用程序代碼。

????? 在 WPF 中絕大部分控件都繼承自 DispatcherObject，甚至包括 Application。這些繼承自 DispatcherObject 的對象具有線程關(guān)聯(lián)特征，也就意味著只有創(chuàng)建這些對象實(shí)例，且包含了 Dispatcher 的線程(通常指默認(rèn) UI 線程)才能直接對其進(jìn)行更新操作。

????? DispatcherObject 類有兩個(gè)主要職責(zé)：提供對對象所關(guān)聯(lián)的當(dāng)前 Dispatcher 的訪問權(quán)限，以及提供方法以檢查 (CheckAccess) 和驗(yàn)證 (VerifyAccess) 某個(gè)線程是否有權(quán)訪問對象（派生于 DispatcherObject）。CheckAccess 與 VerifyAccess 的區(qū)別在于 CheckAccess 返回一個(gè)布爾值，表示當(dāng)前線程是否可以使用對象，而 VerifyAccess 則在線程無權(quán)訪問對象的情況下引發(fā)異常。通過提供這些基本的功能，所有 WPF 對象都支持對是否可在特定線程（特別是 UI 線程）上使用它們加以確定。如下圖。?

??????? 在 WPF 中，DispatcherObject 只能通過與它關(guān)聯(lián)的 Dispatcher 進(jìn)行訪問。 例如，后臺線程不能更新由 UI 線程創(chuàng)建的 Label的內(nèi)容。

???????? 那么如何更新UI線程創(chuàng)建的對象信息呢？Dispatcher提供了兩個(gè)方法，Invoke和BeginInvoke，這兩個(gè)方法還有多個(gè)不同參數(shù)的重載。其中Invoke內(nèi)部還是調(diào)用了BeginInvoke，一個(gè)典型的BeginInvoke參數(shù)如下：

　　　

　public DispatcherOperation BeginInvoke(Delegate method, DispatcherPriority priority, params object[] args);

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?????? Invoke 是同步操作，而 BeginInvoke 是異步操作。 該這兩個(gè)操作將按指定的 DispatcherPriority 添加到 Dispatcher 的隊(duì)列中。　????? DispatcherPriority定義了很多優(yōu)先級，可以分為前臺優(yōu)先級和后臺優(yōu)先級，其中前臺包括 Loaded~Send，后臺包括Background~Input。剩下的幾個(gè)優(yōu)先級除了Invalid和Inactive都屬于空閑優(yōu)先級。這個(gè)前臺優(yōu)先級和后臺優(yōu)先級的分界線是以Input來區(qū)分的，這里的Input指的是鍵盤輸入和鼠標(biāo)移動、點(diǎn)擊等等。

DispatchPriority 優(yōu)先級別

優(yōu)先級	說明
Invalid	這是一個(gè)無效的優(yōu)先級。
Inactive	工作項(xiàng)目已排隊(duì)但未處理。
SystemIdle	僅當(dāng)系統(tǒng)空閑時(shí)才將工作項(xiàng)目調(diào)度到 UI 線程。這是實(shí)際得到處理的項(xiàng)目的最低優(yōu)先級。
ApplicationIdle	僅當(dāng)應(yīng)用程序本身空閑時(shí)才將工作項(xiàng)目調(diào)度到 UI 線程。
ContextIdle	僅在優(yōu)先級更高的工作項(xiàng)目得到處理后才將工作項(xiàng)目調(diào)度到 UI 線程。
Background	在所有布局、呈現(xiàn)和輸入項(xiàng)目都得到處理后才將工作項(xiàng)目調(diào)度到 UI 線程。
Input	以與用戶輸入相同的優(yōu)先級將工作項(xiàng)目調(diào)度到 UI 線程。
Loaded	在所有布局和呈現(xiàn)都完成后才將工作項(xiàng)目調(diào)度到 UI 線程。
Render	以與呈現(xiàn)引擎相同的優(yōu)先級將工作項(xiàng)目調(diào)度到 UI 線程。
DataBind	以與數(shù)據(jù)綁定相同的優(yōu)先級將工作項(xiàng)目調(diào)度到 UI 線程。
Normal	以正常優(yōu)先級將工作項(xiàng)目調(diào)度到 UI 線程。這是調(diào)度大多數(shù)應(yīng)用程序工作項(xiàng)目時(shí)的優(yōu)先級。
Send	以最高優(yōu)先級將工作項(xiàng)目調(diào)度到 UI 線程。

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四、使用Dispatcher

下面我們來用一個(gè)實(shí)例，來看看如何正確從一個(gè)非 UI 線程中更新一個(gè)由UI線程創(chuàng)建的對象。

1、錯(cuò)誤的更新方式

??XAML代碼：

<Window x:Class="WpfApp1.WindowThd"xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"Title="WindowThd" Height="300" Width="400"><Grid><StackPanel><Label x:Name="lblHello">歡迎你光臨WPF的世界!</Label><Button Name="btnThd" Click="btnThd_Click" >多線程同步調(diào)用</Button><Button Name="btnAppBeginInvoke" Click="btnAppBeginInvoke_Click" >BeginInvoke 異步調(diào)用</Button></StackPanel></Grid></Window>

?

后臺代碼：

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;using System.Windows;using System.Windows.Controls;using System.Windows.Data;using System.Windows.Documents;using System.Windows.Input;using System.Windows.Media;using System.Windows.Media.Imaging;using System.Windows.Shapes;namespace WpfApp1{/// <summary>/// WindowThd.xaml 的交互邏輯/// </summary>public partial class WindowThd : Window{public WindowThd(){InitializeComponent();}private void ModifyUI(){// 模擬一些工作正在進(jìn)行Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));lblHello.Content = "歡迎你光臨WPF的世界,Dispatcher";}private void btnThd_Click(object sender, RoutedEventArgs e){Thread thread = new Thread(ModifyUI);thread.Start();}}}

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錯(cuò)誤截圖：

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2、正確的更新方式，從上例中我們看到了從子線程中直接更新UI線程創(chuàng)建的對象，會報(bào)錯(cuò)。應(yīng)該如何修改呢？我們把上面的代碼修改成如下，再來看看會是什么效果。

???

private void ModifyUI(){// 模擬一些工作正在進(jìn)行Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));//lblHello.Content = "歡迎你光臨WPF的世界,Dispatcher";this.Dispatcher.Invoke(DispatcherPriority.Normal, (ThreadStart)delegate(){lblHello.Content = "歡迎你光臨WPF的世界,Dispatche 同步方法 ！！";});}

當(dāng)然Dispatcher類也提供了BeginInvoke方法，我們也可以使用如下代碼，來完成對Lable的Content的更新。

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private void btnAppBeginInvoke_Click(object sender, RoutedEventArgs e){new Thread(() =>{Application.Current.Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.Normal,new Action(() =>{Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));this.lblHello.Content = "歡迎你光臨WPF的世界,Dispatche 異步方法！！"+ DateTime.Now.ToString();}));}).Start();}

五、小結(jié)

　??? 在WPF中，所有的WPF對象都派生自DispatcherObject，DispatcherObject暴露了Dispatcher屬性用來取得創(chuàng)建 對象線程對應(yīng)的Dispatcher。DispatcherObject對象只能被創(chuàng)建它的線程所訪問，其他線程修改 DispatcherObject需要取得對應(yīng)的Dispatcher，調(diào)用Invoke或者BeginInvoke來投入任務(wù)。Dispatcher的一些設(shè)計(jì)思路包括 Invoke和BeginInvoke等從WinForm時(shí)代就是一直存在的，只是使用了Dispatcher來封裝這些線程級的操作。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/Jeely/p/11075946.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的WPF入门教程系列四——Dispatcher介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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