【WPF】在新线程上打开窗口

作者: 梁丘刘峰

更新时间:2022-03-26 13:11:14

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当WPF应用程序运行时,默认会创建一个UI主线程(因为至少需要一个),并在该UI线程上启动消息循环。直到消息循环结束,应用程序就随即退出。那么,问题就来了,能不能创建新线程,然后在新线程上打开一个新窗口实例?这样可以让不同窗口运行在不同的线程上,一定程度上可以相互“独立”。

其实呢,完全的独立运转似乎不太可能,毕竟嘛,线程是抢占 CPU 时间片的,即各个线程间是交替运行的,现在处理器基本是N核的,可以结合并发一起用(在.net 中,使用 Task 可以自动并发)。不管怎么说吧,对UI的响应能力应该能有所改善的。

 

有大伙伴一定会说,这TMD Easy了,来直接上一段 Code。

            Task theTask = new Task(() =>
              {
                  SecondWindow wind = new SecondWindow();
                  wind.Show();
              });
            theTask.Start();

 

然后你满怀信心,春光满面地按下了【F5】键,结果……

 

是了,不知道大伙伴以前在创建 WinForms 项目时,有没有注意 Main 方法上面的一个 Attribute 的应用。

        [System.STAThreadAttribute()]
         public static void Main(string[] args) {
          
        }

不仅仅是COM组件,Windows的 UI 调用,也需要 STA 线程单元。可是 Task 类没有公开相关的成员让我们设置,只有 Thread类有一个 SetApartmentState 方法,可以用 ApartmentState 枚举来进行线程单元设置。

其实,你可以直接用 Thread 类,比如这样。

            Thread t = new Thread(() =>
            {
                SecondWindow win = new SecondWindow();
                win.Show();
             });
            t.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
            t.Start();

如果,你还想结合 Task 类一起用,可以封装成一个方法。

        private Task RunNewWindowAsync<TWindow>() where TWindow:System.Windows.Window, new()
        {
            TaskCompletionSource<object> tc = new TaskCompletionSource<object>();
            // 新线程
            Thread t = new Thread(() =>
            {
                TWindow win = new TWindow();
                win.Show();
                // 这句话是必须的,设置Task的运算结果
                // 但由于此处不需要结果,故用null
                tc.SetResult(null);
            });
            t.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
            t.Start();
            // 新线程启动后,将Task实例返回
            // 以便支持 await 操作符
            return tc.Task;
        }

 

TaskCompletionSource 类可以从其他来源获得代码执行结果,然后生成一个带Result 的Task实例,有了这个Task实例就可以使用异步等待语法了(await操作符)。由于我们这个地方只是Show一个窗口就完事了,不需要产生执行结果,但是,TaskCompletionSource类有一个泛型参数,用以指定执行结果。

这里咱们可以这样,实例化TaskCompletionSource时设定泛型参数类型为object,然后把代码的执行结果设置为 null。要设置执行结果,请调用 SetResult 方法,要得到生成的Task实例,请访问 Task 属性。

故,上面代码可以这样改:

        private Task RunNewWindowAsync<TWindow>() where TWindow:System.Windows.Window, new()
        {
            TaskCompletionSource<object> tc = new TaskCompletionSource<object>();
            // 新线程
            Thread t = new Thread(() =>
            {
                TWindow win = new TWindow();
                win.Show();
                // 这句话是必须的,设置Task的运算结果
                // 但由于此处不需要结果,故用null
                tc.SetResult(null);
            });
            t.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
            t.Start();
            // 新线程启动后,将Task实例返回
            // 以便支持 await 操作符
            return tc.Task;
        }

还要注意,一定要调用Thread实例的 SetApartmentState 方法把线程单元设置为STA,一定要在线程 Start 之前设置,Start 之后就不能改了。最后把生成的Task实例从方法返回。

好了,到了这一步,窗口可以在新线程上打开了,但是,你又会发现一个问题——窗口打开后,闪一下就关闭了。那是因为我们没有在新线程上开启消息循环。大伙伴皆知,WPF 中有一个类专门调度UI线程,对,就是那个家伙:Dispatcher。Dispatcher 类公开了一个静态方法,叫Run,只要在相应的线程上调用该方法,新的消息循环就会开启。

来,咱们改一个代码。

            Thread t = new Thread(() =>
            {
                TWindow win = new TWindow();
                win.Show();
                // Run 方法必须调用,否则窗口一打开就会关闭
                // 因为没有启动消息循环
                System.Windows.Threading.Dispatcher.Run();
                // 这句话是必须的,设置Task的运算结果
                // 但由于此处不需要结果,故用null
                tc.SetResult(null);
            });

 

在主窗口的代码中,如此调用上面的 RunNewWindowAsync 方法。

            Button b = e.Source as Button;
            b.IsEnabled = false;
            await RunNewWindowAsync<SecondWindow>(); //可异步等待
            b.IsEnabled = true;

在等待之前,我禁用了按钮,只是为了不让同一个窗口打开多个实例而已,等新窗口结束后,按钮就会重新启用。

 

现在这个示例已基本接近我们的预期。但是,你运行后又会发现新问题——新窗口被关闭后,主窗口上的按钮依然不可用,那是因为新线程上的消息循环仍在继续,咋办呢?很简单,窗口不是有个 Closed 事件吗,我们加一个 handler ,当窗口关闭后马上把线程上的消息循环结束,这样Task就能马上返回。

                TWindow win = new TWindow();
                win.Closed += (d, k) =>
                {
                    // 当窗口关闭后马上结束消息循环
                    System.Windows.Threading.Dispatcher.ExitAllFrames();
                };
                win.Show();

老周在不久前的一篇烂文中介绍过 DispatcherFrame 这个东东,还记得吧,前面咱们说过,向调度队列中插入一个 frame 就会开启一个消息循环,所以,调用 Dispatcher 的 ExitAllFrames 方法,可以马上结束当前线程上的所有 frame,就相当于跳出所有消息循环。这样处理后,当新打开的窗口被关闭后,Task任务马上完成,按钮就可以及时恢复可用。

 

好了,好了,到这一步,咱们的预期效果就达到了。看看结果吧。

 

示例代码下载地址。

 

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说一句题外话,最近老周的博客更新得较慢,特特说明一下,不是老周偷懒,而是因为暑假到了,老周的书法培训班又要开工了。正忙于误人子弟呢,所以博客更新频率会慢一些。

 

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