WPF 中那些可跨线程访问的 DispatcherObject（WPF Free Threaded Dispatcher Object）

WPF 中那些可跨线程访问的 DispatcherObject（WPF Free Threaded Dispatcher Object）

众所周知的，WPF 中多数对象都继承自 DispatcherObject，而 DispatcherObject 带给这些对象一个特点：不能跨线程访问。

不过，WPF 中依然存在一些例外。本文将介绍 WPF 那些可跨线程访问的 DispatcherObject，如何充分利用这个特点提高应用程序的性能，以及如何自己编写这样的 DispatcherObject。

本文内容

• • 什么样的 DispatcherObject 可以跨线程访问？
  • • Dispatcher 属性
    • CheckAccess 和 VerifyAccess
    • _dispatcher 的重新赋值
    • _dispatcher 赋值为 null
  • 哪些 DispatcherObject 是可以跨线程访问的？
  • • Freezable
    • Style
    • Template
    • Style 和 Template
  • 强制让一个 DispatcherObject 跨线程访问
  • 总结

什么样的 DispatcherObject 可以跨线程访问？

要了解什么样的 DispatcherObject 可以跨线程访问，需要知道 WPF 是如何限制对象的跨线程访问的。

Dispatcher 属性

DispatcherObject 类有一个 Dispatcher 属性，它长下面这样：

public Dispatcher Dispatcher
{get{// This property urn _dispatcher;}
}

属性在 Dispatcher 的构造函数中被赋值：

protected DispatcherObject()
{_dispatcher = Dispatcher.CurrentDispatcher;
}

CheckAccess 和 VerifyAccess

DispatcherObject 提供了两种验证 Dispatcher 的方法，CheckAccess 和 VerifyAccess；他们内部的实现是调用 Dispatcher 类型的 CheckAccess 和 VerifyAccess 方法。

CheckAccess 用于检查调用线程对此对象是否有访问权，如果有访问权，则返回 true，否则返回 false。而 VerifyAccess 也是用于检查调用线程对此对象是否有访问权，如果没有访问权会抛出异常。

你可以阅读这两个方法的代码来了解其实现原理。每个方法只有短短的一两行而已，非常容易理解。

/// <summary>
///     Checks that the calling thread has access to this object.
/// </summary>
/// <remarks>
///     Only the dispatcher thread may access DispatcherObjects.
///     <p/>
///     This method is public so that any thread can probe to
///     see if it has access to the DispatcherObject.
/// </remarks>
/// <returns>
///     True if the calling thread has access to this object.
/// </returns>
[System.ComponentModel.EditorBrowsable(System.ComponentModel.EditorBrowsableState.Never)]
public bool CheckAccess()
{return Thread == Thread.CurrentThread;
}/// <summary>
///     Verifies that the calling thread has access to this object.
/// </summary>
/// <remarks>
///     Only the dispatcher thread may access DispatcherObjects.
///     <p/>
///     This method is public so that derived classes can probe to
///     see if the calling thread has access to itself.
/// </remarks>
[System.ComponentModel.EditorBrowsable(System.ComponentModel.EditorBrowsableState.Never)]
public void VerifyAccess()
{if(!CheckAccess()){throw new InvalidOperationException(SR.Get(SRID.VerifyAccess));}
}

需要说明的是，只有调用这两个方法才会对线程的访问权限进行检查。如果你写一个类继承自 DispatcherObject 而在你的属性和方法中不直接或间接调用 VerifyAccess，那么这是不受线程访问限制的。

只不过，WPF 封装的大多对象和属性都调用了 VerifyAccess（例如依赖项属性），所以很大程度上限制了 WPF UI 的线程访问权限。

_dispatcher 的重新赋值

Dispatcher 属性的获取实际上就是在拿 _dispatcher 字段的值。于是我们现在仔细寻找 _dispatcher 的所有赋值代码，只有三处，就是下面这三个方法：

1. 构造函数，会赋值为当前线程的 Dispatcher；
2. DetachFromDispatcher，会赋值为 null；
3. MakeSentinel，会赋值为另一个线程的 Dispatcher 的值（即一个线程创建，但由另一个线程来使用）。

/// <summary>
///     Instantiate this object associated with the current Dispatcher.
/// </summary>
protected DispatcherObject()
{_dispatcher = Dispatcher.CurrentDispatcher;
}// This method allows certain derived classes to break the dispatcher affinity
// of our objects.
[FriendAccessAllowed] // Built into Base, also used by Framework.
internal void DetachFromDispatcher()
{_dispatcher = null;
}// Make this object a "sentinel" - it can be used in equality tests, but should