Silverlight的多线程能力（上）

　　对于多线程其实一直以来都存在很多误区：比如多任务与多线程就很容易被混为一谈，而多线程也常被理所应当的认为是并行等等。而事实却是：多任务≠多线程、单任务≠单线程、多线程不一定并行，多线程与性能不成线性关系等等，其中道理在这里不再详述。笔者认为Silverlight多线程主要作用不是在于提高性能，而是在于用户体验，其根本目的是解决用户体验中的响应速度，减少单线程带来的阻塞问题。用一个贴切的例子来形容单线程和多线程的区别：单线程就好像只有一个服务窗口卖票的车站，人们排队买票时都是单线程处理的，而且不能抢夺位置，这样只要前方有一个人出现长时间等待，后面的人都不能被响应，这就出现了单线程阻塞；而多线程就好像有多个服务窗口去卖票，这样车票买卖和等待的情况就会好很多（当然这个例子如果换成公共厕所，对于用户体验就显得更为重要了）。

　　这次我们就要来看看Silverlight的多线程能力，其实Silverlight的多线程体现在两大方面：

　　第一方面是将UI线程与后台工作线程的分离，使得UI线程可以更好地响应用户操作，而后台线程处理完后，允许通过异步的方式将处理结果推回前台进行展示。笔者认为这是多线程在Silverlight中最主要的作用（很多传统Web应用开发者在刚开始接触Silverlight时很不适应这种前后台线程的异步操作）。

　　第二方面是对后台作业的多线程支持，比如当需要在客户端后台并行运算时，你可以通过发起多个线程来完成这些运算。在上期《Silverlight CoreCLR结构浅析》中，我已经给大家介绍了Silverlight的基础类库，其中就包括多线程的相关类集。

　　UI线程是Silverlight与用户交互的线程，在Silverlight中UI线程是单一的，其中装入的是UI控件类及用于数据绑定的View Model类（什么是View Model？就是只为View层服务的实体，如果要展开说会很长，就此打住！），而在后台线程中是不能直接访问这些UI线程中的数据与控件对象的属性。但大家不用担心，Silverlight和WPF的线程模型都使用了类似于Java Swing中EDT（Event Dispatch Thread）这种安全的事件分发线程模型来解决UI线程与其他后台线程的数据互访问题。在Silverlight（WPF）的控件类库System.Windows下所有类都继承了DependencyObject基类，DependencyObject类不仅提供了Silverlight（WPF）最基础的依赖性属性服务（什么是依赖性属性？简单的说就是对象属性值依赖于其他计算值的方式，这种方式为数据绑定、动画、重用样式都提供了可行性，这里不再展开），同时也开启了UI线程与后台线程的数据互访通道，在DependencyObject中有一个非常重要的属性——Dispatcher，后台线程可以通过调用发起者（一般都是UI控件）的Dispatcher来实现互操作，后台线程可以通过下面的方式来直接操作UI线程中的对象：

_UISender.Dispatcher.BeginInvoke(() => 
{ 
    //这里可以访问UI线程中的对象，因为这个委托本身就在UI线程中执行 
}

　　上面的()=>是Lamda表达式中对于无入参的委托方法的简写形式，如果有传入参数可以在括号中列明，当然你也可以使用Action各种重载到其他地方实现委托过程。

　　如果要实现UI线程创建并访问后台线程就更加简单，Silverlight提供了多种创建后台线程的方式：

• 基于普通的System.Threading.Thread类创建后台线程

Thread类是最基础的多线程类，它可以创建一个独立运行的线程，比如：

Threadthread = newThread(obj.functionName); 
thread.IsBackground = true; 
thread.Start();

但Thread对于线程的监控、销毁、回调都比较复杂，因此笔者往往使用Thread来完成一些简单的且不需要回调的任务。

• 基于System.Threading.DispatchTimer类创建后台定时器线程

DispatchTimer类是Silverlight（WPF）里才出现的后台线程定时器，相较于原有System.Threading.Timer差别在于DispatchTimer是真正的在后台线程内独立执行，而Timer仍然在UI线程中执行，只是定时获得UI线程控制权而已。DispatchTimer只适合于定时执行的任务，你可以根据需要来设置等待时歇，其创建方式如下：

DispatcherTimer dt = newDispatcherTimer(); 
dt.Interval = newTimeSpan(0, 0, 0, 0, 10); 
dt.Tick += newEventHandler(dt_Tick); 
dt.Start(); 
void dt_Tick(object sender, EventArgs e) 
{ 
    //超过等待时歇时发生 
    //这里可以访问UI线程中的对象 
    //如果要结束定时器可以调用dt.Stop(); 
}

DispatcherTimer其实也是除StoryBoard外可以实现动画的重要组件，当然要慎用DispatcherTimer来构建过多后台线程，否则会使CPU调度开销增加反而影响效率！（调度开销将在下部分讲解）

• 基于System.ComponentModel.BackgroundWorker类轻松创建后台线程

微软在WinForm架构中就引入了BackgroundWorker类，这个类内建了许多线程包装方法，从而大大简化线程交互的编码过程。在Silverlight（WPF）中也可以通过BackgroundWorker类来轻松创建后台线程，其创建方式如下：

BackgroundWorker bw = newBackgroundWorker(); 
bw.DoWork += newDoWorkEventHandler((object, doworkeventarg) =>obj.function()); 
bw.RunWorkerCompleted += newRunWorkerCompletedEventHandler(bw_RunWorkerCompleted); 
if(!bw.IsBusy) bw.RunWorkerAsync(); 
void bw_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e) 
{ 
    //任务完成时回调事件 
}

BackgroundWorker也可以通过ReportProgress(intpercentProgress)方法来向其他线程报告其进度完成情况，当然这只适合于可量化进度的后台工作线程，其实现如下：

//后台线程obj.function()中 
… 
obj.ReportProgress(i); 
… 
//在UI线程中定义报告时间委托 
bw.ProgressChanged += newProgressChangedEventHandler(bw_ProgressChanged); 
void bw_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e) 
{ 
    //显示进度的相关处理方法 
}

• 基于System.Threading.ThreadPool静态类创建后台线程

在所有多线程解决方案中，ThreadPool线程池是笔者最常用的技术。其优点在于易于控制并且减少开销，在线程池中的线程不会由于完成一个任务就消亡，而是会继续执行其他的任务，大大减少了线程的创建与销毁开销。ThreadPool中的QueueUserWorkItem方法可以将任何处理函数排入后台线程队列中执行，其创建方式也非常简单：

obj.OnEvent += (object, eventarg) => Dispatcher.BeginInvoke(UI_OnEvent); 
ThreadPool.QueueUserWorkItem(state =>obj.function(), stat); 
voidUI_OnEvent() 
{ 
    //后台线程事件发生时的回调事件 
}

后台线程对象obj中你可以随意定义回调事件，并通过Dispatcher.BeginInvoke的方法来通知UI线程的委托。这样的方式比较简单而且实用。当然ThreadPool类还提供了RegisterWaitForSingleObject方法来实现Timer定时器的功能，可以说ThreadPool是在企业应用中比较常用的多线程实现类。

　　至此，就给大家介绍了Silverlight常用多线程实现方式，但笔者还要强调的是：Silverlight的多线程是为了提升用户体验。其实Silverlight开发围绕的关键是用户体验，用户体验在现代商业应用开发中的地位非常的重要。本主题的下半部分，笔者将通过一个实例来为大家讲述Silverlight的多线程性能，以及与其他Web开发技术的性能对比。