C# 多線程：跨線程透過事件委托封送調用方法

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前言

在開發 Windows Forms 應用程式時，經常會遇到背景執行緒需要更新 UI 控制項的情況。由於 Windows Forms 控制項並非執行緒安全，直接從非 UI 執行緒存取控制項會導致不可預期的行為或例外。本文將介紹一個自訂的單例 Timer 元件，並示範如何正確地使用 ISynchronizeInvoke 介面，將事件從背景執行緒封送至 UI 執行緒。

問題背景

作者建立了一個名為 MyTimer.Timer 的單例計時器，它根據資料記錄中的 ID 與設定分鐘數觸發事件。然而，當事件處理常式位於一個 Form 類別中時，直接呼叫事件會導致跨執行緒存取問題。原始碼中第 82–93 行被註解的程式碼正是解決此問題的關鍵：它檢查事件目標是否實作 ISynchronizeInvoke，並透過 BeginInvoke 將呼叫封送到正確的執行緒。

核心程式碼解析

1. 定時器節點與事件參數

internal class TimerNode
{
    public long TimeCount { get; set; }
    public object EvtID { get; }

    public TimerNode(long timeCount, object evtID)
    {
        TimeCount = timeCount;
        EvtID = evtID;
    }
}

public class TimerEventArgs : EventArgs
{
    public ArrayList EvtIDs { get; }

    public TimerEventArgs(ArrayList evtIDs)
    {
        EvtIDs = evtIDs;
    }
}

public delegate void TimerEventHandler(TimerEventArgs e);

2. 單例 Timer 類別

public class Timer
{
    public static event TimerEventHandler TimeCome;

    private static readonly long Period = 1000 * 60; // 1 分鐘
    private static readonly System.Threading.Timer _timer;
    private static readonly Hashtable _timerNodes = new Hashtable();

    static Timer()
    {
        _timer = new System.Threading.Timer(TimeArrive, null, Timeout.Infinite, Period);
    }

    public static void Run() => _timer.Change(0, Period);
    public static void Stop() => _timer.Change(Timeout.Infinite, Period);

    public static void Add(object evtID, long timeCount)
    {
        if (_timerNodes.ContainsKey(evtID))
            ((TimerNode)_timerNodes[evtID]).TimeCount = timeCount;
        else
            _timerNodes.Add(evtID, new TimerNode(timeCount, evtID));
    }

    public static void Remove(object evtID)
    {
        if (_timerNodes.ContainsKey(evtID))
            _timerNodes.Remove(evtID);
    }

    private static void TimeArrive(object state)
    {
        var triggeredIDs = new ArrayList();
        foreach (TimerNode node in _timerNodes.Values)
        {
            node.TimeCount--;
            if (node.TimeCount <= 0)
                triggeredIDs.Add(node.EvtID);
        }

        if (triggeredIDs.Count > 0)
        {
            foreach (object id in triggeredIDs)
                _timerNodes.Remove(id);

            RaiseTimeCome(new TimerEventArgs(triggeredIDs));
        }
    }

    private static void RaiseTimeCome(TimerEventArgs e)
    {
        if (TimeCome == null) return;

        // 關鍵：跨執行緒封送
        if (TimeCome.Target is ISynchronizeInvoke syncInvoke)
        {
            if (syncInvoke.InvokeRequired)
            {
                syncInvoke.BeginInvoke(TimeCome, new object[] { e });
            }
            else
            {
                TimeCome(e);
            }
        }
        else
        {
            TimeCome(e);
        }
    }
}

關鍵點說明

ISynchronizeInvoke：Windows Forms 控制項（如 Form、Control）實作此介面，提供 InvokeRequired、BeginInvoke、Invoke 方法，用於跨執行緒封送。
BeginInvoke vs Invoke：BeginInvoke 為非同步，不會阻塞背景執行緒；Invoke 為同步，會等待 UI 執行緒處理完成。此處使用 BeginInvoke 避免死結風險。
事件多播委派：TimeCome 可能有多個訂閱者，Target 僅代表第一個訂閱者的目標物件。更穩健的做法是遍歷 TimeCome.GetInvocationList()，逐個檢查並封送每個委派。

改進建議

若事件有多個訂閱者且分屬不同執行緒，建議修改 RaiseTimeCome 如下：

private static void RaiseTimeCome(TimerEventArgs e)
{
    if (TimeCome == null) return;

    foreach (TimerEventHandler handler in TimeCome.GetInvocationList())
    {
        if (handler.Target is ISynchronizeInvoke syncInvoke && syncInvoke.InvokeRequired)
        {
            syncInvoke.BeginInvoke(handler, new object[] { e });
        }
        else
        {
            handler(e);
        }
    }
}