我們知道只有UI線程才能更新UI界面，其他線程訪問UI控件被認為是非法的。但是我們在進行異步操作時，經常需要將異步執行的進度報告給用戶，讓用戶知道任務的進度，不至於讓用戶誤認為程序“死掉了”，特別是對於Winform，WPF等客戶端程序尤為重要。
那么我們要探討的就是如何讓非UI的任務線程更新UI界面。下面對已知的幾種實現方式做個總結。隨着.Net版本的不斷升級，實現方式還可能會增加。
1）使用Control.Invoke或Control.BeginInvoke。
.Net1.1時允許非UI的線程訪問UI控件，.Net2.0開始不允許了。所以程序員首先要檢測Control的InvokeRequired屬性，如果為true，就說明是非UI線程訪問了這個控件，於是就需要調用這兩個方法之一，將操作UI的函數封裝到UI線程上去執行。其中Invoke是阻塞的，BeginInvoke是異步的。
private delegate void ProgressChangedHander(int percentage); private void UpdateUI(int percentage) { if (this.progressBar1.InvokeRequired) { //非UI線程，再次封送該方法到UI線程 this.progressBar1.BeginInvoke(new ProgressChangedHander(UpdateUI), new object[] { percentage }); } else { //UI線程，進度更新 this.progressBar1.Value = percentage; } }
2）利用同步上下文調度器
.Net4.0增加了一個線程操作的類Task。Task的Start方法或ContinueWith方法中可以指定一個任務調度器TaskScheduler，如果這個任務調度器是同步上下文調度器，那么在Task的方法中就可以訪問UI控件。要得到一個同步上下文調度器，需要通過TaskScheduler的靜態方法FromCurrentSynchronizationContext。
//得到一個同步上下文調度器 TaskScheduler syncSch = TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext(); Task<int> t = new Task<int>(() => Sum(100)); //在Task的ContinueWith方法中，指定這個同步上下文調度器，我們更新了form的Text屬性 //去掉這個syncSch，你就會發現要出異常 t.ContinueWith(task => Text = task.Result.ToString(), syncSch); t.Start();
PS: 其實TaskScheduler內部是使用SynchronizationContext實現的。
3）利用同步上下文SynchronizationContext
這個類很重要，利用這個類可以大大簡化我們的異步更新UI界面的代碼。避免了和線程間的無盡糾纏。利用SynchronizationContext的Current可以得到當前線程的同步上下文。注意，如果你在非UI線程上調用，會得到null。所以我們需要在UI線程上首先得到它的一個引用。然后在任務線程里就可以用這個引用變量。利用它的Send或Post方法將我們的更新UI的函數封送到UI線程上執行。對於WinForm程序來說Current返回的是WindowsFormsSynchronizationContext，它是SynchronizationContext的一個子類。Send或Post方法內部其實還是使用的Control.Invoke或Control.BeginInvoke來實現的。看一下它的Send方法：
public override void Send(SendOrPostCallback d, object state) { Thread destinationThread = this.DestinationThread; if (destinationThread == null || !destinationThread.IsAlive) throw new InvalidAsynchronousStateException(SR.GetString("ThreadNoLongerValid")); //這里就是用的control的invoke方法 if (this.controlToSendTo != null) this.controlToSendTo.Invoke(d, new object[] { state }); }
注意：Send方法是阻塞的，Post方法是異步的。
喜歡刨根問底的，比如我，又在想，Control的Invoke是如何實現線程間的封送的呢？我們來略微調查一下。
public object Invoke(Delegate method, params object[] args) { using (new MultithreadSafeCallScope()) { return this.FindMarshalingControl().MarshaledInvoke(this, method, args, true); } }
Invokie里調用了MarshaledInvoke方法。一看Marshal就知道有封送的意思。為了不偏離主題，對MarshaledInvoke這個方法的代碼保留主要的部分，有個印象就行，大家不用太較真，畢竟是Mircrosoft內部的代碼，沒太多的閑工夫來研究。
private object MarshaledInvoke(Control caller, Delegate method, object[] args, bool synchronous) { int num; //… bool flag = false; //判斷是不是UI線程調用的Invoke if (SafeNativeMethods.GetWindowThreadProcessId(new HandleRef(this, this.Handle), out num) == SafeNativeMethods.GetCurrentThreadId() && synchronous) flag = true; ExecutionContext executionContext = null; //如果不是，獲得UI線程的執行上下文 if (!flag) executionContext = ExecutionContext.Capture(); //利用這個UI線程的上下文，構造一個線程調用方法入口 ThreadMethodEntry entry = new ThreadMethodEntry(caller, this, method, args, synchronous, executionContext); lock (this) { if (this.threadCallbackList == null) this.threadCallbackList = new Queue(); } lock (this.threadCallbackList) { if (threadCallbackMessage == 0) threadCallbackMessage = SafeNativeMethods.RegisterWindowMessage(Application.WindowMessagesVersion + "_ThreadCallbackMessage");//注冊一個消息 this.threadCallbackList.Enqueue(entry);//將調用方法加入線程調用隊列 } if (flag) this.InvokeMarshaledCallbacks();//同步，馬上執行 else UnsafeNativeMethods.PostMessage(new HandleRef(this, this.Handle), threadCallbackMessage, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero);//異步：發送消息，UI得到消息就會調用 if (!synchronous) return entry; if (!entry.IsCompleted) this.WaitForWaitHandle(entry.AsyncWaitHandle); if (entry.exception != null) throw entry.exception; return entry.retVal; }
上面的方法的內部實現較為復雜，勉強注釋了幾個地方，一家之言，不可全信。大意可能大家都明白了，對於BeginInvoke異步調用，它用了消息泵，UI線程可以提取到這個消息，並執行相應的函數。而對於同步的Invoke忍不住又查了點：
ExecutionContext.Run(tme.executionContext, invokeMarshaledCallbackHelperDelegate, tme);
這里的tme就是ThreadMethodEntry，說明ExecutionContext的靜態方法Run是不是實現了線程的切換呢？不再繼續調查了，我們只用記住，Control的Invoke和BeginInvoke可以實現到UI線程的切換就行了。
說着說着就遠離主題了，下面來看看SynchronizationContext的用法：
private void SyncContextTest() { //UI線程的ISynchronizationContext取得 SynchronizationContext syncContext = SynchronizationContext.Current; //新建一個模擬操作i ThreadPool.QueueUserWorkItem((o) => { for (int i = 0; i < 100; i++) { //模擬耗時 Thread.Sleep(100); //通知用戶 syncContext.Post(new SendOrPostCallback(ProgressCallBack), i); } } ); } private void ProgressCallBack(object percent) { //不再判定是不是UI線程 this.progressBar1.Value = (int)percent; }
但是上面的代碼還是有點缺陷，就是Post的回調函數參數只能是object的，要強行轉換成int。但我們可以像下面這樣修改，為用戶提供一個int型的接口。
delegate void UserNotifyProcess(int percent); private void SyncContextTest() { // UI線程的ISynchronizationContext取得 SynchronizationContext syncContext = SynchronizationContext.Current; UserNotifyProcess userNotify = null; userNotify += new UserNotifyProcess(ProgressCallBack); //新建一個模擬操作i ThreadPool.QueueUserWorkItem((o) => { for (int i = 0; i < 100; i++) { //模擬耗時 Thread.Sleep(100); //通知用戶 syncContext.Post((param) => { //這里是關鍵了，只要到這里就說明是UI線程了 if (userNotify != null) { userNotify((int)param); } }, i); } } ); }
上面的代碼只是一個測試代碼，具體應該封裝到一個類中，以提供事件的方式公開這個接口。
關於SynchronizationContext的詳細闡述，可以看看這篇很有價值的文章：
http://www.codeproject.com/Articles/31971/Understanding-SynchronizationContext-Part-I
http://www.codeproject.com/Articles/32113/Understanding-SynchronizationContext-Part-II
http://www.codeproject.com/Articles/32119/Understanding-SynchronizationContext-Part-III
4）使用Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls
Control類的靜態成員CheckForIllegalCrossThreadCalls設置為false，UI線程創建的控件，允許被非UI線程訪問，但是這種做法極度不推薦，這樣會導致線程不安全。隨着.Net版本的升級，這個屬性很可能被禁用。不過暫時還可以使用。看代碼：
public Form1()
{
CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;//直接在構造函數加上這句就行了。
InitializeComponent();
}