使用不同的窗口与两个 UI 线程交互

Question

我的应用程序正在使用图像处理库来处理长时间运行的任务。带有设置和控件的主 UI 在 WPF 中实现。图像处理需要显示，主 UI 需要保持响应。单击主 UI 中的“处理”按钮后，会生成一个新线程，该线程会创建一个新的 WinForm 窗口来显示处理后的图像。

在多线程之前，UI 会在处理时挂起，并且在 WinForm 中可以看到用于显示图像的进度。然后，当处理完成时，WinForm 将保留其中的图像。事件被添加到允许平移和缩放的新 WinForm。平移和缩放功能正常工作。

由于项目的要求，很明显它需要多线程才能正常运行。

现在有了新线程，WinForm 窗口像以前一样被创建，图像被处理和显示。问题是当这个方法完成时线程退出。让线程退出意味着如果未释放分配的图像缓冲区，则应用程序将引发异常。为了解决这个问题，有一个方法调用来在线程退出之前释放所有分配。这修复了异常并使整个线程成功执行，但这意味着图像显示缓冲区和显示它的表单被释放/处置，因此没有时间用于缩放和平移事件。

使线程不退出的最佳解决方案是创建一个 AutoResetEvent 并在图像处理线程的末尾有这样的东西。

while (!resetEvent.WaitOne(0, false)) { }
threadKill(); // frees all allocations   

AutoResetEvent 由主 UI 上的一个按钮触发，该按钮会终止线程。这可以让图像在需要时显示并由用户明确终止，但是它无法允许触发使图像平移和缩放所需的 Click 和 Drag 事件。有没有办法让线程不退出而没有旋转的while循环来防止事件被触发？所需的功能是让线程保持活动状态，以便不必释放分配并且可以实现平移和缩放。

即使解决方案对于线程处理经验丰富的人来说可能是显而易见的，但由于我是多线程应用程序的新手，因此我们将不胜感激。

谢谢

编辑：应该知道最终目标是显示一个恒定的帧流，这些帧以这种方式从图像采集卡获取。所以我认为在后台单独处理它们然后在主 UI 中显示它们是行不通的，因为需要有一个恒定的显示流，这会锁定主 UI。

编辑：这个问题的真正意图不是找到更好的方法来做类似的事情。相反，我问是否可以阻止新线程退出，以便可以触发点击事件。如果使用 System.Threading.Thread 无法实现此行为，那么说无法实现也将是一个可接受的答案。

Answer 1

如果您可以使用 C# 4.0 中的新并行类和集合，这将是一项非常简单的任务。使用 BlockingCollection 您可以将来自任何线程的图像添加到集合中，并让后台使用者从该集合中取出图像并处理它们。使用 TaskFactory 中的任务可以轻松地创建和管理（或取消）此后台处理。看看这个简单的 WPF 应用程序，只要有图像要处理而不阻塞 UI，它就可以加载图像并将它们转换为黑白。它不使用两个窗口，但我认为它展示了这些概念：

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Collections.ObjectModel;
using System.ComponentModel;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System.Windows.Threading;
using Microsoft.Win32;

namespace BackgroundProcessing
{
/// <summary>
/// Interaction logic for MainWindow.xaml
/// </summary>
public partial class MainWindow : Window, INotifyPropertyChanged
{
    private readonly BlockingCollection<BitmapImage> _blockingCollection = new BlockingCollection<BitmapImage>();
    private readonly CancellationTokenSource _tokenSource = new CancellationTokenSource();
    private ImageSource _processedImage;

    public MainWindow()
    {
        InitializeComponent();
        CancellationToken cancelToken = _tokenSource.Token;
        Task.Factory.StartNew(() => ProcessBitmaps(cancelToken), cancelToken);
        PendingImages = new ObservableCollection<BitmapImage>();
        DataContext = this;
    }

    public ObservableCollection<BitmapImage> PendingImages { get; private set; }

    public ImageSource ProcessedImage
    {
        get { return _processedImage; }
        set
        {
            _processedImage = value;
            InvokePropertyChanged(new PropertyChangedEventArgs("ProcessedImage"));
        }
    }

    #region INotifyPropertyChanged Members

    public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;

    #endregion

    private void ProcessBitmaps(CancellationToken token)
    {
        while (!token.IsCancellationRequested)
        {
            BitmapImage image;
            try
            {
                image = _blockingCollection.Take(token);
            }
            catch (OperationCanceledException)
            {
                return;
            }
            FormatConvertedBitmap grayBitmapSource = ConvertToGrayscale(image);
            Dispatcher.BeginInvoke((Action) (() =>
                                                 {
                                                     ProcessedImage = grayBitmapSource;
                                                     PendingImages.Remove(image);
                                                 }));
            Thread.Sleep(1000);
        }
    }

    private static FormatConvertedBitmap ConvertToGrayscale(BitmapImage image)
    {
        var grayBitmapSource = new FormatConvertedBitmap();
        grayBitmapSource.BeginInit();
        grayBitmapSource.Source = image;
        grayBitmapSource.DestinationFormat = PixelFormats.Gray32Float;
        grayBitmapSource.EndInit();
        grayBitmapSource.Freeze();
        return grayBitmapSource;
    }

    protected override void OnClosed(EventArgs e)
    {
        _tokenSource.Cancel();
        base.OnClosed(e);
    }

    private void BrowseForFile(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        var dialog = new OpenFileDialog
                         {
                             InitialDirectory = "c:\\",
                             Filter = "Image Files(*.jpg; *.jpeg; *.gif; *.bmp)|*.jpg; *.jpeg; *.gif; *.bmp",
                             Multiselect = true
                         };
        if (!dialog.ShowDialog().GetValueOrDefault(false)) return;
        foreach (string name in dialog.FileNames)
        {
            CreateBitmapAndAddToProcessingCollection(name);
        }
    }

    private void CreateBitmapAndAddToProcessingCollection(string name)
    {
        Dispatcher.BeginInvoke((Action)(() =>
                                            {
                                                var uri = new Uri(name);
                                                var image = new BitmapImage(uri);
                                                image.Freeze();
                                                PendingImages.Add(image);
                                                _blockingCollection.Add(image);
                                            }), DispatcherPriority.Background);
    }

    public void InvokePropertyChanged(PropertyChangedEventArgs e)
    {
        PropertyChangedEventHandler handler = PropertyChanged;
        if (handler != null) handler(this, e);
    }
}
}

这将是 XAML：

<Window x:Class="BackgroundProcessing.MainWindow"
    xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
    xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
    Title="MainWindow" Height="350" Width="525">
<Grid>
    <Grid.RowDefinitions>
        <RowDefinition Height="40"/>
        <RowDefinition/>
    </Grid.RowDefinitions>
    <Grid.ColumnDefinitions>
        <ColumnDefinition Width="*"/>
        <ColumnDefinition Width="3*"/>
    </Grid.ColumnDefinitions>
    <Border Grid.Row="0" Grid.ColumnSpan="3" Background="#333">
        <Button Content="Add Images" Width="100" Margin="5" HorizontalAlignment="Left" Click="BrowseForFile"/>
    </Border>
    <ScrollViewer VerticalScrollBarVisibility="Visible"  Grid.Column="0" Grid.Row="1">
        <ItemsControl ItemsSource="{Binding PendingImages}">
            <ItemsControl.ItemTemplate>
                <DataTemplate>
                    <Image Source="{Binding}"/>
                </DataTemplate>
            </ItemsControl.ItemTemplate>
        </ItemsControl>
    </ScrollViewer>
    <Border Grid.Column="1" Grid.Row="1" Background="#DDD">
        <Image Source="{Binding ProcessedImage}"/>
    </Border>       
</Grid>

Answer 2

使用后台worker处理图像进行平移和缩放，将数据传递给backgroundworker.RunCompleted事件。然后，您可以在主 UI 线程中显示新图像，而不会减慢或锁定。