淺談Invoke 和 BegionInvoke的用法

很多人對Invoke和BeginInvoke理解不深刻，不知道該怎么應用，在這篇博文里將詳細闡述Invoke和BeginInvoke的用法：

首先說下Invoke和BeginInvoke有兩種用法：

1.Control中Invoke，BeginInvoke

2.Delegate中Invokke，BeginInvoke

這兩種情況是不同的，我們首先講一下第一種，也就是Control類中的Invoke,BeginInvoke的用法。我們先來看一下MSDN是如何解釋的：

control.invoke(參數delegate)方法:在擁有此控件的基礎窗口句柄的線程上執行指定的委托。

control.begininvoke(參數delegate)方法:在創建控件的基礎句柄所在線程上異步執行指定委托。

通過官方的解釋，我們大概覺得 Invoke是同步的，而BeginInvoke是異步的，至於兩者的實際差別，我們通過代碼來展示：

  Thread invokeThread;
        public delegate void invokeDelegate();
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "AAA");
            Console.WriteLine("AAA");
            invokeThread = new Thread(new ThreadStart(StartMethod));
            invokeThread.Start();
            string a = string.Empty;
            for (int i = 0; i < 3; i++)      //調整循環次數，看的會更清楚
            {
                Thread.Sleep(1000);
                a = a + "B";
            }
           // MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + a);

            Console.WriteLine(a);
        }
        private void StartMethod()
        {
           // MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "CCC");
            Console.WriteLine("CCC");
            button1.Invoke(new invokeDelegate(invokeMethod));
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "DDD");
            Console.WriteLine("DDD");
            Console.Read();
        }

        private void invokeMethod()
        {
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "EEE");

            Console.WriteLine("EEE");
        }

運行結果為:

從結果可以看出執行時首先執行AAA,然后CCC和BBB同時執行，Invoke將Invoke方法提交給主線程，主線程執行完運行在Invoke上的方法，然后才執行子線程的方法，簡單講同步就是說必須等帶Invoke上的方法執行完，才能執行子線程的方法。

再來看看BeginInvokke的執行邏輯：

   Thread invokeThread;
        public delegate void invokeDelegate();
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "AAA");
            Console.WriteLine("AAA");
            invokeThread = new Thread(new ThreadStart(StartMethod));
            invokeThread.Start();
            string a = string.Empty;
            for (int i = 0; i < 3; i++)      //調整循環次數，看的會更清楚
            {
                Thread.Sleep(1000);
                a = a + "B";
            }
           // MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + a);

            Console.WriteLine(a);
        }
        private void StartMethod()
        {
           // MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "CCC");
            Console.WriteLine("CCC");
            button1.BeginInvoke(new invokeDelegate(invokeMethod));
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "DDD");
            Console.WriteLine("DDD");
            Console.Read();
        }

        private void invokeMethod()
        {
            //MessageBox.Show(Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString() + "EEE");

            Console.WriteLine("EEE");
        }

運行的結果為:

從結果可以看出，首先執行AAA，然后CCC和BBB同時執行，由於采用了BeginInvoke方法，即所謂的異步執行，子線程不再等待主線程執行完成，所以DDD輸出，主線程執行完BBB再執行EEE.

從運行的結果來看不管時Invoke提交的方法，還是BeginInvoke提交的方法，都是在主線上執行的，所以同步和異步的概念是相對於子線程來說的，在invoke例子中我們會發現invoke所提交的委托方法執行完成后，才能繼續執行 DDD；在begininvoke例子中我們會發現begininvoke所提交的委托方法后，子線程講繼續執行DDD，不需要等待委托方法的完成。 那么現在我們在回想下invoke（同步）和begininvoke（異步）的概念，其實它們所說的意思是相對於子線程而言的，其實對於控件的調用總是由 主線程來執行的。我們很多人搞不清這個同步和異步，主要還是因為我們把參照物選錯了。其實有時候光看概念是很容易理解錯誤的，Invoke會阻塞主支線程，BeginInvoke只會阻塞主線程，不會阻塞支線程！因此BeginInvoke的異步執行是指相對於支線程異步，而不是相對於主線程異步 。現在是不是徹底搞清楚兩者的區別啦。

解決不是從創建控件的線程訪問它

在多線程編程中，我們經常要在工作線程中去更新界面顯示，而在多線程中直接調用界面控件的方法是錯誤的做法，Invoke 和 BeginInvoke 就是為了解決這個問題而出現的，使你在多線程中安全的更新界面顯示。

正確的做法是將工作線程中涉及更新界面的代碼封裝為一個方法，通過 Invoke 或者 BeginInvoke 去調用，兩者的區別就是一個導致工作線程等待，而另外一個則不會。

由於歷史原因，形成了以下幾種寫法：

            //第一種
            if (this.textBox1.InvokeRequired)
            {
                this.textBox1.Invoke(new EventHandler( delegate { this.textBox1.Text = "測試"; }));
            }

            //第二種
            this.Invoke(new EventHandler(delegate { this.textBox1.Text = "測試"; }));


            //第三種
            this.Invoke(new Action(() => { this.textBox1.Text = "測試"; }));

毫無疑問，第三種調用方法是最佳選擇。

 

delegate中的Invoke方法和BeginInvoke方法

delegate中Invoke方法和BenginInvoke方法主要是用在同步調用，異步調用，異步回調上

A.同步調用,舉個簡單的例子：

  private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Add d = new Add((a, b) => 
            {
                Thread.Sleep(5000);
                return a + b; 
            }); //實例化委托並給委托賦值

            int result = d.Invoke(2, 5);


            Console.WriteLine("繼續做別的事情");

            Console.WriteLine(result.ToString());
            Console.Read();

        }

        
        public delegate int Add(int i1,int i2);

Invoke方法的參數很簡單，一個委托，一個參數表(可選)，而Invoke方法的主要功能就是幫助你在UI線程上調用委托所指定的方法。Invoke方法首先檢查發出調用的線程(即當前線程)是不是UI線程，如果是，直接執行委托指向的方法，如果不是，它將切換到UI線程，然后執行委托指向的方法。不管當前線程是不是UI線程，Invoke都阻塞直到委托指向的方法執行完畢，然后切換回發出調用的線程(如果需要的話)，返回。
所以Invoke方法的參數和返回值和調用他的委托應該是一致的

B.異步調用

舉個簡單的例子：

  public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //委托類型的Begininvoke（<輸入和輸出變量>,AsyncCallbac callback,object asyncState）方法：異步調用的核心   
            //第一個參數10，表示委托對應的方法實參。
            //第二個參數callback，回調函數，表示異步調用結束時自動調用的函數。
            //第三個參數asyncState，用於向回調函數提供相關參數信息
            //返回值：IAsyncResult -->異步操作狀態接口，封裝了異步執行的中的參數
            //IAsyncResult接口成員：查看幫助文檔
            Calcute objCalcute = new Calcute(ExcuteDelegate1);

            IAsyncResult result = objCalcute.BeginInvoke(1, 2, null, null); //IAsyncResult是一個接口

            this.textBox1.Text = "等待結果.......";

            this.textBox2.Text = ExcuteDelegate2(20, 10).ToString();

             //委托類型的EndInvoke（）方法：借助於IAsyncResult接口對象，不斷查詢異步調用是否結束。
             //該方法知道被異步調用的方法所有參數，所有，異步調用完畢后，取出異步調用結果作為返回值。

this.textBox1.Text = objCalcute.EndInvoke(result).ToString();


        }

        public delegate int Calcute(int i1, int i2);

        int ExcuteDelegate1(int i1, int i2)
        {
            Thread.Sleep(5000);
            return i1 + i2;
        }

        int ExcuteDelegate2(int i1, int i2)
        {
            return i1 * i2;
        }
    }

從運行結果可以看出運行BeginInvoke上運行的方法時不會影響 this.textBox2.Text = ExcuteDelegate2(20, 10).ToString(); 的執行，但是EndInvoke方法需要等待線程執行完畢，所以依舊會阻塞主線程的執行，為了解決這個問題，異步回調就出現了，其實可以將異步執行看成是異步回調的特殊情況

C.異步回調

看下面的例子：

 public FrmCalllBack()
        {
            InitializeComponent();

            //【3】初始化委托變量
            this.objMyCal = new MyCalculator(ExecuteTask);

            //也可以直接使用Lambda表達式
            this.objMyCal = (num, ms) =>
                {
                    System.Threading.Thread.Sleep(ms);
                    return num * num;
                };
        }
        //【3】創建委托變量（因為異步函數和回調函數都要用，所以定義成員變量）
        private MyCalculator objMyCal = null;

        //【1】聲明一個委托
        public delegate int MyCalculator(int num, int ms);

        /// <summary>
        /// 【2】根據委托定義一個方法：返回一個數的平方
        /// </summary>
        /// <param name="num">基數</param>
        /// <param name="ms">延遲的時間：秒</param>
        /// <returns></returns>
        private int ExecuteTask(int num, int ms)
        {
            System.Threading.Thread.Sleep(ms);
            return num * num;
        }

        //【4】同時執行多個任務
        private void btnExec_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            for (int i = 1; i < 11; i++)//產生10個任務
            {
                //開始異步執行，並封裝回調函數 objMyCal.BeginInvoke(10 * i, 1000 * i, null, i);
                objMyCal.BeginInvoke(10 * i, 1000 * i, MyCallBack, i);
                //最后一個參數 i 給回調函數的字段AsyncState賦值，如果數據很多可以定義成類或結構
            }
        }
        //【5】回調函數
        private void MyCallBack(IAsyncResult result)
        {
            int res = objMyCal.EndInvoke(result);

            //異步顯示結果：result.AsyncState字段用來封裝回調時自定義的參數，object類型
            Console.WriteLine("第{0}個計算結果為：{1}", result.AsyncState.ToString(), res);
        }
    }

從運行結果看出，異步回調不再阻塞主線程的執行。注意: BeginInvoke和EndInvoke必須成對調用.即使不需要返回值，但EndInvoke還是必須調用，否則可能會造成內存泄漏。

 

異步編程的總結：

1. 異步編程是建立在委托基礎上的一種編程方法。
2. 異步調用的每個方法都是在獨立的線程中執行。因此，本質上就是一種多線程程序，也可以說是一種“簡化版本”的多線程技術。
3. 比較適合在后台運行較為耗費時間的"簡單任務"，並且任務要求相互獨立，任務中不應該有代碼直接訪問可視化控件。
4. 如果后台任務要求必須按照特定順序執行，或者必須訪問共享資源，則異步編程不適合，而應該直接采用多線程開發技術。