WPF 应用程序的开始两个线程介绍

[导读] 开始着手写这个WPF系列，这里的一站式，就是力争在每一个点上能把它讲透，当然，做不到那么尽善尽美，如果有不对的地方也欢迎朋友们指正，我会逐步补充，争取把这个系列写好。通常，WPF 应用

开始着手写这个WPF系列，这里的一站式，就是力争在每一个点上能把它讲透，当然，做不到那么尽善尽美，如果有不对的地方也欢迎朋友们指正，我会逐步补充，争取把这个系列写好。

通常，WPF 应用程序从两个线程开始：一个用于处理呈现，一个用于管理 UI。呈现线程有效地隐藏在后台运行，而 UI 线程则接收输入、处理事件、绘制屏幕以及运行应用程序代码。

UI 线程对一个名为 Dispatcher 的对象内的工作项进行排队。 Dispatcher 基于优先级选择工作项，并运行每一个工作项，直到完成。每个 UI 线程都必须至少有一个 Dispatcher，并且每个 Dispatcher 都只能在一个线程中执行工作项。

这两段是MSDN上关于WPF线程模型的描述。主要介绍了两个概念：一，WPF中线程一分为二，一个用于呈现（Render），一个用于管理UI；二，在UI线程中，使用了一个名为Dispatcher的类帮助UI线程处理任务。

那么这个线程模型和Dispatcher到底是怎样的呢，它又有什么特点，有什么优缺点呢？在正式分析线程模型和Dispatcher之前，我先找一个插入点，希望这个插入点能为朋友们所理解。

作为一个PresentaTIon的基架，WPF的使命就是要编写图形化的操作界面。而在Windows操作系统上，图形化界面是建立在消息机制这个基础上的，那么创建一个窗口，要经历哪些步骤呢？

1. 创建窗口类。 WNDCLASSEX wcex； RegisterClassEx（&wcex）;

2. 创建窗口。CreateWindow（…）; ShowWindow（…）; UpdateWindow（…）;

3. 建立消息泵。

while （GetMessage（&msg， NULL， 0， 0））

{

TranslateMessage（&msg）;

DispatchMessage（&msg）;

}

打个比方，我们在一个自动化的厂房里生产设备。基于正规，我们会首先定义好该设备的模板，这就是创建窗口类，这里”类”更多表示类别的意思。模板定义完毕，我们可以正式生产设备了，这就是创建窗口，这个CreateWindow的时候会通过字符串来匹配到我们定义的模板（窗口类）。创建成功后，我们要让设备动起来，就要像人一样，体内一定要有类似于血液的流传机制，把命令传达到设备的各个部分，这就是消息泵，这个泵就像我们的心脏一样，源源不断的通过GetMessage并Dispatch来分发血液（消息）。既然我们通过消息来对设备下达指令，那么就要有消息队列来存储消息，在Windows中，线程为基本的调度单位，这个消息队列就在线程上，当循环使用GetMessage时，就是在当前线程的消息队列中任劳任怨的取出消息，然后分发到对应的窗口中去。

那么具体到WPF，它又是一个怎么样的情况，如何和老的技术兼容，又有什么新的突破呢？

WPF引入了Dispatcher的概念，这个Dispatcher的主要功能类似于Win32中的消息队列，在它的内部函数，仍然调用了传统的创建窗口类，创建窗口，建立消息泵等操作。Dispatcher本身是一个单例模式，构造函数私有，暴露了一个静态的CurrentDispatcher方法用于获得当前线程的Dispatcher。对于线程来说，它对Dispatcher是一无所知的，Dispatcher内部维护了一个静态的List _dispatchers，每当使用CurrentDispatcher方法时，它会在这个_dispatchers中遍历，如果没有找到，则创建一个新的Dispatcher对象，加入到_dispatchers中去。Dispatcher内部维护了一个Thread的属性，创建Dispatcher时会把当前线程赋值给这个Thread的属性，下次遍历查找的时候就使用这个字段来匹配是否在_dispatchers中已经保存了当前线程的Dispatcher。

那么这个创建窗口，建立消息泵又是什么时候被调用的呢？在Dispatcher内部，维护了一个HwndWrapper的字段，在Dispatcher的构造函数中，调用了HwndWrapper的构造函数，这个创建窗口类，创建窗口就是在这个函数中被调用的。这里实际的类是MessageOnlyHwndWrapper，这个Message-Only，是Windows编程中常用的伎俩，创建一个隐藏窗口，仅仅用来派发消息。那么循环读取消息的消息泵又是什么时候建立起来的呢？

Dispatcher对外提供了一个静态的Run函数，顾名思义，就是启动Dispatcher，在函数内部，调用了PushFrame函数，在这个函数中，可以找到熟悉的GetMessage， TranslateAndDispatchMessage。那么这个PushFrame是怎么回事，Frame这个概念又是如何而来的呢？

这个就是WPF引入的一个新的概念，嵌套消息泵，就是在一个While（GetMessage（。..））内部又启动了一个While（GetMessage（。..））。每调用一次PushFrame，就会启动一个新的嵌套的消息泵。每调用一次GetMessage，就在线程的消息队列中取出一个消息，直至取出WM_QUIT的时候GetMessage才返回False。这个GetMessage函数Windows内部进行了处理，当消息队列为空时，挂起执行线程，避免死循环的发生。关于嵌套消息泵的优缺点，我们稍后再讲，先来看看Dispatcher是如何处理任务的：