在另一个线程中运行WPF控件

Question

我正在使用一个来自某个我没有源代码的库的可视化控件，但更新速度太慢（大约200毫秒），如果同时显示三个这样的控件，则UI响应速度较慢（当它们都在考虑时，我的UI会被卡住大约600毫秒）。

我已经阅读了一些关于TaskSchedulers的帖子，并开始调查Parallel task功能是否可以作为将每个控件在其自己的线程中运行的方法。平台将是多核心，因此我希望利用同时处理的优势。

问题是我甚至不知道该怎么做，也不知道需要注意什么。

有适合在WPF中从主UI线程中分离运行控制的设计模式吗？

具体来说，它是第三方地图控件，当给出新位置或缩放级别时，重绘需要很长时间（约200毫秒）。 最多四个这样的控件以最大4Hz的速率进行更新 - 很明显它们无法跟上... 我已经将WPF控件封装在用户控件中，并需要在其自己的线程中运行每个实例，同时仍然捕捉用户输入（例如鼠标点击）。

更新：当我正在寻找解决方案时，我已经实施了以下内容。我的主（UI）线程产生一个线程，创建一个包含所讨论控件的新窗口，并将它定位到正确的位置（这样它看起来就像是一个普通控件）。

_leftTopThread = new Thread(() =>
{
   _topLeftMap = new MapWindow()
   {
      WindowStartupLocation = WindowStartupLocation.Manual,
      Width = leftLocation.Width,
      Height = leftLocation.Height,
      Left = leftLocation.X,
      Top = leftLocation.Y,
      CommandQueue = _leftMapCommandQueue,
   };

   _topLeftMap.Show();
   System.Windows.Threading.Dispatcher.Run();

});

_leftTopThread.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
_leftTopThread.IsBackground = true;
_leftTopThread.Name = "LeftTop";
_leftTopThread.Start();

在这里，CommandQueue 是一个线程安全的 BlockingCollection 队列，用于向地图发送命令（移动位置等）。

• 问题是：我现在只能够：
• 由于 System.Windows.Threading.Dispatcher.Run() 的调用而接受用户输入
• 或者阻塞在 CommandQueue 上，监听主线程发送的命令

我不能旋转等待命令，因为它会占用所有线程的 CPU！
有没有可能同时阻塞并让事件消息泵工作？

- DefenestrationDay

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所有的WPF控件都必须在UI线程上更新。然而，如果您提供正在使用的控件以及更新/填充它所编写的任何代码的详细信息，我们可能能够提供帮助。 - Cameron Peters

@CameronPeters，你确定不可能有多个“UI线程”吗？ - svick

我目前有多个“UI”线程正在运行（感谢Threading.Dispatcher.Run()），但无法阻塞它们等待信号。 - DefenestrationDay

@svick -- 是的，可以有多个UI线程。然而，所有WPF控件都是从System.Windows.Threading.DispatcherObject继承而来，这需要线程亲和性。任何控件只能由创建它的线程更新。后台线程可以完成部分工作，但结果必须分派到创建控件的线程，然后该线程可以进行更新... - Cameron Peters

Answer 1

我的方法虽然能用，但可能并不是最优雅的方法。

我在XAML中创建了一个窗口，其中包含我的第三方（渲染速度较慢）控件。

public partial class MapWindow : Window
{
    private ConcurrentQueue<MapCommand> _mapCommandQueue;
    private HwndSource _source;

    // ...

}

我的主(UI)线程在一个线程上构建并启动了这个窗口:

_leftTopThread = new Thread(() =>
{
   _topLeftMap = new MapWindow()
   {
      WindowStartupLocation = WindowStartupLocation.Manual,
      CommandQueue = _leftMapCommendQueue,
   };

    _topLeftMap.Show();
    System.Windows.Threading.Dispatcher.Run();

});

_leftTopThread.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
_leftTopThread.IsBackground = true;
_leftTopThread.Name = "LeftTop";
_leftTopThread.Start();

在线程初始化后，我获取到该线程中的窗口句柄：

private IntPtr LeftHandMapWindowHandle
{
    get
    {
        if (_leftHandMapWindowHandle == IntPtr.Zero)
        {
            if (!_topLeftMap.Dispatcher.CheckAccess())
            {
                _leftHandMapWindowHandle = (IntPtr)_topLeftMap.Dispatcher.Invoke(
                  new Func<IntPtr>(() => new WindowInteropHelper(_topLeftMap).Handle)
                );
            }
            else
            {
                _leftHandMapWindowHandle = new WindowInteropHelper(_topLeftMap).Handle;
            }
        }
        return _leftHandMapWindowHandle;
    }
}

...将一个命令放入与线程化窗口共享的线程安全队列后:

var command = new MapCommand(MapCommand.CommandType.AircraftLocation, new object[] {RandomLatLon});
_leftMapCommendQueue.Enqueue(command);

我让它知道它可以检查队列：

PostMessage(LeftHandMapWindowHandle, MapWindow.WmCustomCheckForCommandsInQueue, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero);

窗口可以接收我的消息，因为它已经钩入了窗口消息。

protected override void OnSourceInitialized(EventArgs e)
{
    base.OnSourceInitialized(e);

    _source = PresentationSource.FromVisual(this) as HwndSource;
    if (_source != null) _source.AddHook(WndProc);
}

...然后可以进行检查：

private IntPtr WndProc(IntPtr hwnd, int msg, IntPtr wParam, IntPtr lParam, ref bool handled) // 
{
    // Handle messages...
    var result = IntPtr.Zero;

    switch (msg)
    {
        case WmCustomCheckForCommandsInQueue:
            CheckForNewTasks();
            break;

    }
    return result;
}

然后在线程上执行!

private void CheckForNewTasks()
{
    MapCommand newCommand;
    while (_mapCommandQueue.TryDequeue(out newCommand))
    {
        switch (newCommand.Type)
        {
            case MapCommand.CommandType.AircraftLocation:
                SetAircraftLocation((LatLon)newCommand.Arguments[0]);
                break;

            default:
                Console.WriteLine(String.Format("Unknown command '0x{0}'for window", newCommand.Type));
                break;
        }
    }
}

就这么简单.. :)

- DefenestrationDay

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你做得实际上很好。在这里，这种事情很少受到赞赏。 - Boppity Bop

牛逼的技巧！如果“父”窗口被移动或最大化，你该如何处理？那么你需要同时移动“控件”窗口，虽然这可能有点复杂。 - Fabien

Answer 2

我也一直在研究这个问题，最相关的信息我在这篇博客文章中找到了（但我还没有测试过）：

http://blogs.msdn.com/b/dwayneneed/archive/2007/04/26/multithreaded-ui-hostvisual.aspx

它在UI线程上创建了一个HostVisual，然后启动了一个后台线程，创建了一个MediaElement，并将其放置在VisualTarget中（该VisualTarget指向HostVisual），最后将其全部放入我们的hacky VisualTargetPresentationSource中。这种方法的问题是，显然用户无法与在新线程中运行的控件进行交互。

- Yazan Al-Alul