C# .NET 使用SynchronizationContext访问主线程

项目场景：

项目场景：WindowsFrom或WPF项目中不方便使用到控件的Invoke方法时，可以使用WindowsBase.dll下的System.Thread.SynchronizationContext

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问题描述

很多人不了解什么是主线程，即具有Context的线程，他的设计是为了提高用户与屏幕的交互效率，进而提高用户体验。

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原因分析：

有时候我们开发的桌面UI应用莫名卡顿了，一般是其他数据来源属于其他线程，但我们使用其他线程操作UI时就会出现卡顿的情况。

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解决方案：

具体解决方案：

• 首先定义可同步的主线程SynchronizationContext 上下文引用介质

SynchronizationContext SyncContext = null;

• 第二步：在需要的地方使用上下文引用介质SyncContext 的Post方法

protected void initPortReceive()
        {
    
    
            SyncContext.Post(change, "Subscription receiving catch error");
        }

• 第三步：UI中显示数据

private void change(object str)
        {
    
    
            showTips(str.ToString());
        }

桌面应用运行效果如下：

测试运行36小时，未发生异常.且软件效果流畅。

原理解析

概念

​ 在 .NET 框架的多线程程序中，往往很多时间需要将一个线程工作单元或上下文，传递给另一个线程。我们都知道的是 Windows 上的程序是以 消息循环为中心的，这个如何理解呢？

每一个 window 窗体都有一个与之关联的 Window Procedure

这个是一个用来处理所有消息发送或发送到类的给所有消息的函数。窗体的所有UI显示和显示都取决于 Window Procedure 对这些消息的响应。

SynchronizationContext 主要提供了一下三方面的功能：

• 提供了一种把工作单元 添加到 上下文的队列中的方法。

• 每一个线程 都有 一个 “current” 的 上下文。

• 它保存着未完成异步操作数的计数

计数

这个数量 随着 当前的 SC 被捕获，或被夺取时增加，当捕获的 SC 用于将完成通知排队发送到该上下文时，则减少。

重要的 SynchronizationContext APIClass

{
    
    
  // Dispather work to the context.
  void Post(); // Asynchronously
  void send(); // Synchronously
  
  // Keep track of the number of asynchronous operations.
  void OperationStarted();
  void OperationCompleted();
  
  // Each thread has a current context.
  // If "Current" is null, then the thread's current context is
  // "new SynchronizationContext()", by convention.
  static SynchronizationContext Current{
    
    get;}
  static void SetSynchronizationContext(SynchronizationContext);
}

SynchronizationContext 的实现

WindowsFormsSynchronizationContext (System.Windows.Forms.dll)

• Use ISynchronizeInvoke on UI Control，用来将委托传递 给 win32 message loop

• 每一个 UI 线程 都会创建一个 WindowsFormsSynchronizationContext

• WindowsFormsSynchronizationContext 的上下文是一个 单一的UI 线程

DispatcherSynchronizationContext(WindowsBase.dll: System.Windows.Threading)

• 以 “Normal” 优先级的委托 传递给 UI 线程。

• 所有排队到 DispatcherSynchronizationContext 的委托都是由 特定的UI线程 按照他们排队的顺序 依次执行，一次执行一个。

• DispatcherSynchronizationContext 的上下文是一个 单一的 UI 线程

Default(ThreadPool) SynchronizationContext(mscorlib.dll: System.Threading)

• 默认的 SynchronizationContext 是一个默认构造函数的 SynchronizationContext 对象，按照惯例，如果一个线程 当前的 SynchronizationContext 是 null，那么它会 隐式的 含有一个 默认的 SynchronizationContext。

• 默认 SynchronizationContext 将它的异步委托 添加到 线程池 队列，但是 在调用的线程上执行它的同步委托。因此，它的上下文 涵盖了 所有的线程池的线程 以及 调用它的线程。上下文 “借用” 调用它的线程，然后把它们带入到上下文中 直到委托结束。从某种意义上来说，默认上下文可能包含当前进程中的任何线程。

• 默认 SynchronizationContext 是应用在 线程池中的线程的除非是被 ASP.NET 托管的代码，默认的 SynchronizationContext 也隐式应用于显式的子线程中除非子线程设置了自己的 SynchronizationContext。因此，UI 的应用一般都有两个 SynchronizationContext， UI 的 SynchronizationContext cover UI thread， default SynchronizationContext cover ThreadPool thread。

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图1 是一个典型比如 WPF 程序，调用 Dispatcher.Invoke 或 Dispatcher.BeginInvoke 时Context 转换的一个图。

private void On_Time_Elapsed(object sender, EventArgs e)
{
    
    
		Dispatcher.Invoke(()=>{
    
    
      _displayTextBlock.Text = "Show Here.";
    });  
}

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图2 是 WPF 程序中，Dispatcher.Invoke 中又新开了线程池的线程执行的例子。

private void On_Time_Elapsed(object sender, EventArgs e){
    
    
  Dispatcher.Invoke(()=>{
    
    
 			Task.Run(()=>{
    
    
        // Do Something here.
      });   
    
    _displayTextBlock.Text = "1111";
  });
}

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