前言

在多核CPU越來越普及的時代，異步編程成為構建高性能、可伸縮應用程序的關鍵。通過使用少量的線程執(zhí)行大量操作，尤其是計算型和IO型任務，我們能夠有效地提高應用性能。然而，在獲取數(shù)據(jù)后將其綁定到UI中呈現(xiàn)時，若數(shù)據(jù)量偏大，用戶可能會遭遇窗體“失去響應”的糟糕體驗。本文將探討如何正確使用異步調用來避免這種情況，并提供相應的解決方案。

窗體阻塞的原因

窗體阻塞通常分為兩種情況：

一種是由于在UI線程上調用了耗時較長的操作（如訪問數(shù)據(jù)庫），導致UI線程被占用；

另一種則是加載大批量數(shù)據(jù)至控件（如ListView、DataGridView）中，造成界面凍結。

本文主要討論第二種情況，并介紹如何利用異步編程技術來優(yōu)化用戶體驗。

控件的線程安全檢測

在.NET Framework 2.0及后續(xù)版本中，System.Windows.Forms.Control新增了CheckForIllegalCrossThreadCalls屬性，用于標記是否需要對非UI線程對控件的訪問進行檢測。

如果設置為true，則當從非UI線程訪問控件時會拋出異常；反之，則不捕獲此類錯誤，允許程序繼續(xù)運行。為了確保UI的安全性，CLR默認不允許非UI線程直接訪問控件。

Control.Invoke與BeginInvoke

對于這兩個方法，需要注意的是它們雖然名稱暗示了異步特性，但實際上都是在UI線程上執(zhí)行代碼。

其中，Control.BeginInvoke相對于其調用線程而言是異步的，但對UI線程來說仍然是同步執(zhí)行。

因此，即使采用BeginInvoke，如果執(zhí)行了耗時操作，仍會導致UI線程阻塞。

體驗BeginInvoke

下面的例子展示了如何使用BeginInvoke：

private void btn_Start_Click(object sender, EventArgs e) {
    int curThreadID = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
    
    new Thread(() => {
        PrintThreadLog(curThreadID);
    }).Start();
}

private void PrintThreadLog(int mainThreadID) {
    int asyncThreadID = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
    
    label1.BeginInvoke((MethodInvoker)delegate() {
        int curThreadID = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
        label1.Text = $"Async Thread ID:{asyncThreadID}, Current Thread ID:{curThreadID}, Is UI Thread:{curThreadID.Equals(mainThreadID)}";
    });
    
    Thread.Sleep(3000); // 模擬耗時操作
}

該示例說明了BeginInvoke中的代碼塊實際上是在UI線程上執(zhí)行的，而耗時操作則在工作線程上并行處理，從而不會影響UI響應。

解決方案

針對大數(shù)據(jù)量加載導致的UI卡頓問題，可以采用異步方式逐條添加數(shù)據(jù)至控件中，并開啟雙緩沖以減少閃爍現(xiàn)象。

例如，使用自定義的DBListView控件實現(xiàn)如下：

public DBListView() {
    SetStyle(ControlStyles.OptimizedDoubleBuffer | ControlStyles.AllPaintingInWmPaint, true);
}

然后通過異步線程逐步向DBListView中添加數(shù)據(jù)項，避免一次性加載所有數(shù)據(jù)造成的界面凍結。

總結

無假死窗體演示

如何使用異步編程技巧使窗體在加載大量數(shù)據(jù)時保持響應。

性能問題探討

異步加載帶來的性能損耗及其可能的解決方案。

最終方案實施

如何通過啟用雙緩沖機制有效減少控件刷新時的閃爍現(xiàn)象。

總結

本文深入講解了異步編程在Windows Forms應用程序中的重要性，特別是如何避免因大量數(shù)據(jù)加載而導致的UI假死問題。

通過對Control.Invoke與BeginInvoke的理解，以及合理運用雙緩沖技術，開發(fā)可以顯著提升應用的用戶體驗。希望讀者能從中獲得啟發(fā)，應用于自己的項目實踐中。

關鍵詞

#異步調用、#CLR、#UI線程、#Control.Invoke、Control.BeginInvoke、#線程安全檢測、#雙緩沖、#性能優(yōu)化

閱讀原文：原文鏈接