由于不拥有线程，SerialPort 读取导致错误

Question

我有一个简单的 WPF Windows 应用程序尝试使用 System.IO.Ports.SerialPort 读取串行端口。

当我尝试读取 DataReceived 事件中的传入数据时，我收到一个异常，说我无权访问该线程。我该如何解决？

我在 WPF 窗口类中有这个：

Public WithEvents mSerialPort As New SerialPort()
Private Sub btnConnect_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.Windows.RoutedEventArgs) Handles btnConnect.Click
    With mSerialPort
        If .IsOpen Then
            .Close()
        End If
        .BaudRate = 4800
        .PortName = SerialPort.GetPortNames()(0)
        .Parity = Parity.None
        .DataBits = 8
        .StopBits = StopBits.One
        .NewLine = vbCrLf

        .Open()
    End With
End Sub

Private Sub mSerialPort_DataReceived(ByVal sender As Object, ByVal e As System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs) Handles mSerialPort.DataReceived
    If e.EventType = SerialData.Chars Then
        txtSerialOutput.Text += mSerialPort.ReadExisting()
    End If
End Sub

Protected Overrides Sub Finalize()
    If mSerialPort.IsOpen Then
        mSerialPort.Close()
    End If
    mSerialPort.Dispose()
    mSerialPort = Nothing
    MyBase.Finalize()
End Sub

当DataReceived 事件触发时，我在mSerialPort.ReadExisting() 上得到以下异常：

System.InvalidOperationException was unhandled
  Message="The calling thread cannot access this object because a different thread owns it."
  Source="WindowsBase"
  StackTrace:
       at System.Windows.Threading.Dispatcher.VerifyAccess()    at System.Windows.Threading.DispatcherObject.VerifyAccess()    at System.Windows.DependencyObject.GetValue(DependencyProperty dp)    at System.Windows.Controls.TextBox.get_Text()    at Serial.Serial.mSerialPort_DataReceived(Object sender, SerialDataReceivedEventArgs e) in D:\SubVersion\VisionLite\Serial\Serial.xaml.vb:line 24    at System.IO.Ports.SerialPort.CatchReceivedEvents(Object src, SerialDataReceivedEventArgs e)    at System.IO.Ports.SerialStream.EventLoopRunner.CallReceiveEvents(Object state)    at System.Threading._ThreadPoolWaitCallback.WaitCallback_Context(Object state)    at System.Threading.ExecutionContext.Run(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state)    at System.Threading._ThreadPoolWaitCallback.PerformWaitCallbackInternal(_ThreadPoolWaitCallback tpWaitCallBack)    at System.Threading._ThreadPoolWaitCallback.PerformWaitCallback(Object state)

Answer 1

欢迎来到多线程的神奇世界！！！

您的所有 UI 元素（类实例）只能由 UI 线程访问/更新。我不会详细介绍这个线程亲和力，但它是一个重要的主题，你应该检查一下。

数据进入串行端口的事件发生在 与 UI 线程不同的线程上。 UI 线程有一个消息泵来处理 Windows 消息（如鼠标点击等）。您的串行端口不会发送 Windows 消息。当数据进入串行端口时，将使用与您的 UI 线程完全不同的线程来处理该消息。

因此，在您的应用程序中，mSerialPort_DataReceived 方法在与您的 UI 线程不同的线程中执行。您可以使用线程调试窗口来验证这一点。

当您尝试更新您的 UI 时，您正在尝试修改一个具有线程关联性的控件，该控件与来自不同线程的 UI 线程相关，这会引发您看到的异常。

TL;DR：您正在尝试在 UI 线程之外修改 UI 元素。使用

txtSerialOutput.Dispatcher.Invoke

在 UI 线程上运行更新。 There's an example here on how to do thisin the community content of this page.

Dispatcher 将在 UI 线程上调用您的方法（它向 UI 发送一条 windows 消息，说“Hai guize，运行此方法 kthx”），然后您的方法可以安全地从 UI 线程更新 UI。

Answer 2

根据Will 的回答，我现在已经解决了我的问题。我认为问题出在访问mSerialPort.ReadExisting()，而问题实际上是从DataReceived 事件中访问GUI 元素txtSerialOutput，该事件在单独的线程中运行。

我添加了这个：

Private mBuffer As String = ""
Delegate Sub DelegateSetUiText()

Private Sub UpdateUiFromBuffer()
    txtSerialOutput.Text = mBuffer
End Sub

...我将DataReceived 事件更改为：

Private Sub mSerialPort_DataReceived(ByVal sender As Object, ByVal e As System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs) Handles mSerialPort.DataReceived
    If e.EventType = SerialData.Chars Then
        mBuffer += mSerialPort.ReadExisting()
        txtSerialOutput.Dispatcher.Invoke(New DelegateSetUiText(AddressOf UpdateUiFromBuffer))
    End If
End Sub

Answer 3

UI 只能由主应用程序线程更新。串行端口事件的异步回调在单独的线程上在后台处理。正如 Will 提到的，您可以使用 Dispatcher.Invoke 在 UI 线程上对 UI 组件属性更改进行排队。

但是，由于您使用的是 WPF，因此有一个使用绑定的更优雅和惯用的解决方案。假设您在串行端口上接收到的数据对您的业务对象具有重要价值，您可以让 DataReceived 事件更新对象中的属性，然后将 UI 绑定到该属性。

粗略代码：

Public Class MySerialData
  Implements System.ComponentModel.INotifyPropertyChanged
  Public Event PropertyChanged(sender as Object, e as System.ComponentModel.PropertyChangedEventArgs) Implements System.ComponentModel.INotfifyPropertyChanged.PropertyChanged

  private _serialData as String
  Public Property SerialData() As String
    Get
      Return _serialData
    End Get
    Set(value as String)
      If value <> _serialData Then
        _serialData = value
        RaiseEvent PropertyChanged(Me, New ComponentModel.PropertyChangedEventArgs("SerialData"))
      End If
  End Property

然后在您的 XAML 文件中，您可以将文本框绑定到此对象属性：

<TextBox Text="{Binding Path=SerialData}"/>

这假定 DataContext 设置为 MySerialData 类的实例。做这个额外的管道的好处是 WPF 现在将自动为你处理所有的跨线程封送处理，所以你不必担心哪个线程正在调用 UI 更改，WPF 中的绑定引擎只是让它工作。显然，如果这只是一个扔掉的项目，那么额外的前期代码可能不值得。但是，如果您正在执行大量异步通信并更新 UI，则 WPF 的此功能是一个真正的救星，并消除了多线程应用程序常见的一大类错误。我们在执行大量 TCP 通信的重线程应用程序中使用 WPF，并且 WPF 中的绑定非常好，尤其是当通过网络传输的数据意味着更新 UI 中的多个位置时，因为您不必在整个过程中进行线程检查你的代码。