浅谈Invoke 和 BegionInvoke的用法

Posted 2022-01-26 artist007

很多人对Invoke和BeginInvoke理解不深刻，不知道该怎么应用，在这篇博文里将详细阐述Invoke和BeginInvoke的用法：

首先说下Invoke和BeginInvoke有两种用法：

1.Control中Invoke，BeginInvoke

2.Delegate中Invokke，BeginInvoke

这两种情况是不同的，我们首先讲一下第一种，也就是Control类中的Invoke,BeginInvoke的用法。我们先来看一下MSDN是如何解释的：

control.invoke(参数delegate)方法:在拥有此控件的基础窗口句柄的线程上执行指定的委托。

control.begininvoke(参数delegate)方法:在创建控件的基础句柄所在线程上异步执行指定委托。

通过官方的解释，我们大概觉得 Invoke是同步的，而BeginInvoke是异步的，至于两者的实际差别，我们通过代码来展示：

  Thread invokeThread;
        public delegate void invokeDelegate();
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "AAA");
            Console.WriteLine("AAA");
            invokeThread = new Thread(new ThreadStart(StartMethod));
            invokeThread.Start();
            string a = string.Empty;
            for (int i = 0; i < 3; i++)      //调整循环次数，看的会更清楚
            
                Thread.Sleep(1000);
                a = a + "B";
            
           // MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + a);

            Console.WriteLine(a);
        
        private void StartMethod()
        
           // MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "CCC");
            Console.WriteLine("CCC");
            button1.Invoke(new invokeDelegate(invokeMethod));
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "DDD");
            Console.WriteLine("DDD");
            Console.Read();
        

        private void invokeMethod()
        
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "EEE");

            Console.WriteLine("EEE");
        

运行结果为:

从结果可以看出执行时首先执行AAA,然后CCC和BBB同时执行，Invoke将Invoke方法提交给主线程，主线程执行完运行在Invoke上的方法，然后才执行子线程的方法，简单讲同步就是说必须等带Invoke上的方法执行完，才能执行子线程的方法。

再来看看BeginInvokke的执行逻辑：

   Thread invokeThread;
        public delegate void invokeDelegate();
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "AAA");
            Console.WriteLine("AAA");
            invokeThread = new Thread(new ThreadStart(StartMethod));
            invokeThread.Start();
            string a = string.Empty;
            for (int i = 0; i < 3; i++)      //调整循环次数，看的会更清楚
            
                Thread.Sleep(1000);
                a = a + "B";
            
           // MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + a);

            Console.WriteLine(a);
        
        private void StartMethod()
        
           // MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "CCC");
            Console.WriteLine("CCC");
            button1.BeginInvoke(new invokeDelegate(invokeMethod));
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "DDD");
            Console.WriteLine("DDD");
            Console.Read();
        

        private void invokeMethod()
        
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "EEE");

            Console.WriteLine("EEE");
        

运行的结果为:

从结果可以看出，首先执行AAA，然后CCC和BBB同时执行，由于采用了BeginInvoke方法，即所谓的异步执行，子线程不再等待主线程执行完成，所以DDD输出，主线程执行完BBB再执行EEE.

从运行的结果来看不管时Invoke提交的方法，还是BeginInvoke提交的方法，都是在主线上执行的，所以同步和异步的概念是相对于子线程来说的，在invoke例子中我们会发现invoke所提交的委托方法执行完成后，才能继续执行 DDD；在begininvoke例子中我们会发现begininvoke所提交的委托方法后，子线程讲继续执行DDD，不需要等待委托方法的完成。 那么现在我们在回想下invoke（同步）和begininvoke（异步）的概念，其实它们所说的意思是相对于子线程而言的，其实对于控件的调用总是由 主线程来执行的。我们很多人搞不清这个同步和异步，主要还是因为我们把参照物选错了。其实有时候光看概念是很容易理解错误的，Invoke会阻塞主支线程，BeginInvoke只会阻塞主线程，不会阻塞支线程！因此BeginInvoke的异步执行是指相对于支线程异步，而不是相对于主线程异步 。现在是不是彻底搞清楚两者的区别啦。

解决不是从创建控件的线程访问它

在多线程编程中，我们经常要在工作线程中去更新界面显示，而在多线程中直接调用界面控件的方法是错误的做法，Invoke 和 BeginInvoke 就是为了解决这个问题而出现的，使你在多线程中安全的更新界面显示。

正确的做法是将工作线程中涉及更新界面的代码封装为一个方法，通过 Invoke 或者 BeginInvoke 去调用，两者的区别就是一个导致工作线程等待，而另外一个则不会。

由于历史原因，形成了以下几种写法：

            //第一种
            if (this.textBox1.InvokeRequired)
            
                this.textBox1.Invoke(new EventHandler( delegate  this.textBox1.Text = "测试"; ));
            

            //第二种
            this.Invoke(new EventHandler(delegate  this.textBox1.Text = "测试"; ));


            //第三种
            this.Invoke(new Action(() =>  this.textBox1.Text = "测试"; ));

毫无疑问，第三种调用方法是最佳选择。

 

delegate中的Invoke方法和BeginInvoke方法

delegate中Invoke方法和BenginInvoke方法主要是用在同步调用，异步调用，异步回调上

A.同步调用,举个简单的例子：

  private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        
            Add d = new Add((a, b) => 
            
                Thread.Sleep(5000);
                return a + b; 
            ); //实例化委托并给委托赋值

            int result = d.Invoke(2, 5);


            Console.WriteLine("继续做别的事情");

            Console.WriteLine(result.ToString());
            Console.Read();

        

        
        public delegate int Add(int i1,int i2);

Invoke方法的参数很简单，一个委托，一个参数表(可选)，而Invoke方法的主要功能就是帮助你在UI线程上调用委托所指定的方法。Invoke方法首先检查发出调用的线程(即当前线程)是不是UI线程，如果是，直接执行委托指向的方法，如果不是，它将切换到UI线程，然后执行委托指向的方法。不管当前线程是不是UI线程，Invoke都阻塞直到委托指向的方法执行完毕，然后切换回发出调用的线程(如果需要的话)，返回。
所以Invoke方法的参数和返回值和调用他的委托应该是一致的

B.异步调用

举个简单的例子：

  public Form1()
        
            InitializeComponent();
        

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        
            //委托类型的Begininvoke（<输入和输出变量>,AsyncCallbac callback,object asyncState）方法：异步调用的核心   
            //第一个参数10，表示委托对应的方法实参。
            //第二个参数callback，回调函数，表示异步调用结束时自动调用的函数。
            //第三个参数asyncState，用于向回调函数提供相关参数信息
            //返回值：IAsyncResult -->异步操作状态接口，封装了异步执行的中的参数
            //IAsyncResult接口成员：查看帮助文档
            Calcute objCalcute = new Calcute(ExcuteDelegate1);

            IAsyncResult result = objCalcute.BeginInvoke(1, 2, null, null); //IAsyncResult是一个接口

            this.textBox1.Text = "等待结果.......";

            this.textBox2.Text = ExcuteDelegate2(20, 10).ToString();

             //委托类型的EndInvoke（）方法：借助于IAsyncResult接口对象，不断查询异步调用是否结束。
             //该方法知道被异步调用的方法所有参数，所有，异步调用完毕后，取出异步调用结果作为返回值。

this.textBox1.Text = objCalcute.EndInvoke(result).ToString();


        

        public delegate int Calcute(int i1, int i2);

        int ExcuteDelegate1(int i1, int i2)
        
            Thread.Sleep(5000);
            return i1 + i2;
        

        int ExcuteDelegate2(int i1, int i2)
        
            return i1 * i2;
        
    

从运行结果可以看出运行BeginInvoke上运行的方法时不会影响 this.textBox2.Text = ExcuteDelegate2(20, 10).ToString(); 的执行，但是EndInvoke方法需要等待线程执行完毕，所以依旧会阻塞主线程的执行，为了解决这个问题，异步回调就出现了，其实可以将异步执行看成是异步回调的特殊情况

C.异步回调

看下面的例子：

 public FrmCalllBack()
        
            InitializeComponent();

            //【3】初始化委托变量
            this.objMyCal = new MyCalculator(ExecuteTask);

            //也可以直接使用Lambda表达式
            this.objMyCal = (num, ms) =>
                
                    System.Threading.Thread.Sleep(ms);
                    return num * num;
                ;
        
        //【3】创建委托变量（因为异步函数和回调函数都要用，所以定义成员变量）
        private MyCalculator objMyCal = null;

        //【1】声明一个委托
        public delegate int MyCalculator(int num, int ms);

        /// <summary>
        /// 【2】根据委托定义一个方法：返回一个数的平方
        /// </summary>
        /// <param name="num">基数</param>
        /// <param name="ms">延迟的时间：秒</param>
        /// <returns></returns>
        private int ExecuteTask(int num, int ms)
        
            System.Threading.Thread.Sleep(ms);
            return num * num;
        

        //【4】同时执行多个任务
        private void btnExec_Click(object sender, EventArgs e)
        
            for (int i = 1; i < 11; i++)//产生10个任务
            
                //开始异步执行，并封装回调函数 objMyCal.BeginInvoke(10 * i, 1000 * i, null, i);
                objMyCal.BeginInvoke(10 * i, 1000 * i, MyCallBack, i);
                //最后一个参数 i 给回调函数的字段AsyncState赋值，如果数据很多可以定义成类或结构
            
        
        //【5】回调函数
        private void MyCallBack(IAsyncResult result)
        
            int res = objMyCal.EndInvoke(result);

            //异步显示结果：result.AsyncState字段用来封装回调时自定义的参数，object类型
            Console.WriteLine("第0个计算结果为：1", result.AsyncState.ToString(), res);
        
    

从运行结果看出，异步回调不再阻塞主线程的执行。注意: BeginInvoke和EndInvoke必须成对调用.即使不需要返回值，但EndInvoke还是必须调用，否则可能会造成内存泄漏。

 

异步编程的总结：

1. 异步编程是建立在委托基础上的一种编程方法。
2. 异步调用的每个方法都是在独立的线程中执行。因此，本质上就是一种多线程程序，也可以说是一种“简化版本”的多线程技术。
3. 比较适合在后台运行较为耗费时间的"简单任务"，并且任务要求相互独立，任务中不应该有代码直接访问可视化控件。
4. 如果后台任务要求必须按照特定顺序执行，或者必须访问共享资源，则异步编程不适合，而应该直接采用多线程开发技术。