在非UI线程中创建控件

Question

我有一个插件模型，其中各种复杂的用户控件存储在DLL中，并在运行时使用加载和实例化。

Activator.CreateInstanceFrom(dllpath, classname).

由于我要加载很多这样的控件，所以我想在后台创建一个新线程来进行加载，以保持我的用户界面响应。然后将这些控件作为主窗体的子控件，并在需要时显示。

这似乎很好用，但是当我尝试设置其中一个用户控件上任何嵌套控件的属性时（例如，在按钮的事件处理程序中），就会抛出跨线程异常。我确实意识到，每次访问属性时都可以通过检查InvokeRequired来避免此问题，但我不想在编写用户控件的代码时担心这个问题（特别是因为其他人也在编写这些代码，他们可能不总是记得）。

所以我的问题是，有没有安全的方法来实现我正在尝试的操作，或者我应该如何最好地在后台加载这些控件？还是基本上不可能，我必须坚持使用主线程来创建控件？

我希望我提供的信息足以说明我的情况；如果不够清晰，我很乐意详细说明并提供代码示例。

- Tom Juergens

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“直到我尝试设置任何属性” - 这是在线程中还是之后？ - H H

那是稍后的事情，在用户控件被添加到主窗体之后（例如form.controls.add(mycontrol)）。 - Tom Juergens

Answer 1

可以在后台加载DLL并创建控件对象，但是必须在主线程中将控件添加到表单中，并且所有用户交互以及任何程序性更改控件属性（在创建后）也必须在主线程中进行。正如您可能已经知道的那样，这是无法避免的。现在，除非加载这些DLL和控件创建需要很长时间，否则我认为没有理由在单独的后台线程中执行它们。

如果控件执行的某些操作阻塞了UI并且您希望它们在后台中发生，那么这是另一回事，您最好考虑每个操作的具体情况，并创建显式方法来在UI线程和后台线程之间通信。

试图做一个通用的、适用于UI线程模式和后台模式的框架，并简单地检查InvokeRequired的结果，有时会导致更差的性能（因为所有线程都被阻塞在Invoke中），甚至在应用程序达到合理复杂度时会导致（未检测到的）死锁。此外，所有更新都异步进行BeginInvoke，而不考虑每个方法的情况，可能会导致数据一致性问题（即，由于线程之间调用顺序的反转，控件可能会将自己更新到过去的状态）。

- Remus Rusanu

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是的，我有一种感觉，似乎我试图变得聪明了一点。我已经放弃了我的第一次尝试，并且正在沿着与您第二段类似的方向前进。感谢您在第3段中提供的提示；我之前没有意识到这一点。 - Tom Juergens

个人而言，我更喜欢使用队列（http://msdn.microsoft.com/en-us/library/7977ey2c.aspx）在线程之间进行通信：后台线程将项目（“结果”）添加到队列中，UI 线程在空闲时检查队列并更新控件（这是典型的生产者/消费者模式）。但是您必须仔细考虑，如果后台线程无法跟上 UI 的速度，这很容易发生，特别是在网格方面，除非您采取特殊措施，否则队列会失控增长。 - Remus Rusanu

Answer 2

这个答案中的代码示例提供了一个优雅的解决方法。

引用自该答案的代码：

public void UpdateTestBox(string newText)
{
    BeginInvoke((MethodInvoker) delegate {
        tb_output.Text = newText;
    });        
}

...虽然在你的情况下，你需要在控件本身上调用BeginInvoke：

public void UpdateTestBox(string newText)
{
    tb_output.BeginInvoke((MethodInvoker) delegate {
        tb_output.Text = newText;
    });        
}

- Fredrik Mörk

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我还不太清楚这会如何有所帮助。我的意思是，当然，你是对的，使用Invoke/BeginInvoke会有所帮助，但这正是我想避免的。或许我还没有理解你的意思。 - Tom Juergens

如果您在不同于UI线程的线程上创建控件，我无法想象您如何避免使用Invoke/BeginInvoke。然而，建议的代码比if(ctl.InvokeRequired) [...]变体要简单得多。多线程带来的直接惩罚是您需要进行同步；) - Fredrik Mörk

Answer 3

不了解InvokeRequired机制的详细信息，我进行了一些实验，据我所知，只要线程没有被父控件（即添加到某个Control.Controls属性中），就可以设置大多数线程属性。

因此，您应该能够准备好您的控件，将它们存储在列表中，并在调用方法中将它们附加到主UI。

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编辑：我认为哪个线程创建了控件并不重要。因此，通常的规则应该适用，即您只能使用来自主Windows线程的控件。而且，我认为标准是HandleCreated而不是Parented。 只要那还没有发生，您就可以得到一点喘息时间。

- H H

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是的，似乎是父控件让我很头疼。你的想法不错，但在这里不起作用，因为我设置的属性都是响应于某些用户交互之后，在其他话说就是在控件被放置到主窗体并显示之后。这可能从我的问题中没有表达得很清楚。 - Tom Juergens