[C#] Invoke, InvokeRequired, Delegate

Invoke / InvokeRequired 사용 이유

• C#의 경우 보통 Main Thread만이 UI에 대한 Control을 조작할 수 있게 함 (Thread Affinitiy)
  
  • 응용 프로그램이 실행될 경우 기본적으로 하나의 Thread가 발생 : Main Thread
  • 이 Thread는 Main Form의 Event 처리 및 Main Form의 각종 Control들에 대한 읽기 / 쓰기 작업 수행
  • Main Form에서 다른 Form을 띄울 경우에도 기본적으로 Main Thread가 자식 Form의 Control까지 모두 소유

 

• 이 때, Main Thread 외의 Thread에서 UI 상의 Control(Label, Textbox 등)에 접근하려 할 경우
  아래의 Cross Thread Error 발생
  • 별도의 Thread에서 Form의 Control에 접근하면 Data가 깨질 수 있음

 

• 이 경우, Invoke method를 통해 Control에 접근할 수 있다
• Invoke : 다른 Thread에서 직접 접근할 수 없는 Control에 대한 작업을 Main Thread에 위임하는 method
  • Delegate(대리자)를 통해 Main Thread에 Control 접근 작엄을 위임하여 수행하게 함
  • 실행하고자 하는 Method의 Delegate를 실행시킴

• 별도의 Thread에서 main_form.Invoke(method1) 을 호출하는 것은
  별도의 Thread가 main_form을 소유한 Thread에게 method1 의 호출을 위임한다는 뜻

 

- 예제 코드 : 반복 덧셈 계산 프로그램

using System;
using System.Windows.Forms;

namespace Study_WinForm
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void btn_Calculate_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            int count = 0;

            if(int.TryParse(tbx_Count.Text, out count))
            {
                var result = Calculate(count);
                lbl_Result.Text = result.ToString();
            }
            else
            {
                lbl_Result.Text = "유효한 숫자를 입력해주세요";
            }
        }

        public int Calculate(int cnt)
        {
            int result = 0;

            for (int i = 0; i < cnt; i++)
            {
                result += 1;
            }
            return result;
        }

        private void btn_Clear_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            lbl_Result.Text = "0";
            tbx_Count.Text = "0";
        }

    }
}

 

 

 

• 입력받은 횟수만큼 1을 반복적으로 더하는 Form
• 위 Form에 1000000000 정도의 수를 입력할 경우 UI가 잠시 멈추는 현상이 발생함

(버벅이는 동영상 추가)

• 이는 긴 시간의 반복적인 계산 수행 동안 Main Thread가 UI를 관리하지 못하게 되는 것 이 원인

 

• 위 현상을 해결하기 위해 별도의 Thread에서 계산을 수행하게 함

using System;
using System.Windows.Forms;
using System.Threading;

namespace Study_WinForm
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void btn_Calculate_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            int count = 0;

            if(int.TryParse(tbx_Count.Text, out count))
            {
                Thread calthread = new Thread(() =>
                {
                    var result = Calculate(count);
                    lbl_Result.Text = result.ToString();
                });
                calthread.Start();
            }
            else
            {
                lbl_Result.Text = "유효한 숫자를 입력해주세요";
            }
        }

        public int Calculate(int cnt)
        {
            int result = 0;

            for (int i = 0; i < cnt; i++)
            {
                result += 1;
            }
            return result;
        }

        private void btn_Clear_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            lbl_Result.Text = "0";
            tbx_Count.Text = "0";
        }

    }
}

 

 

Thread calthread = new Thread(() =>
                {
                    var result = Calculate(count);
                    lbl_Result.Text = result.ToString();
                });
                calthread.Start();

 

 

• 추가된 Statement
• Thread calthread = new Thread(() => : Thread Class의 새로운 Object 'calthread' 생성
  
  • Thread : .NET Framework에서 제공하는, 코드의 병렬 실행을 지원하는 Class 
• { ... } 부분 : 새 Thread에서 실행할 코드 부분
  • Calcutate method 호출 후 return 값을 String으로 변환하여 result에 대입
  • 이후 lbl_Result의 text에 해당 값을 대입
• thread.Start() : Thread 실행
  • UI Thread와 무관하게 동작하는 Thread

 

• 단 위와 같이 별도의 Thread에서 UI의 Control에 접근을 시도할 경우 아래와 같은 Cross Thread 관련 Error 발생
  • Main Thread에서 생성한 Control을 'thread' Thread에서 접근하려 해 발생하는 Error

 

• 이를 해결하기 위해 'Invoke' method를 통해 Main Thread에게 UI에 대한 작업을 위임

using System;
using System.Windows.Forms;
using System.Threading;

namespace Study_WinForm
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void btn_Calculate_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            int count = 0;

            if(int.TryParse(tbx_Count.Text, out count))
            {
                Thread calthread = new Thread(() =>     
                {
                    var result = Calculate(count);
                    if (this.InvokeRequired)
                    {
                        this.Invoke((MethodInvoker)(() =>
                        {
                            lbl_Result.Text = result.ToString();
                        }));
                    }
                    else
                    {
                        lbl_Result.Text = result.ToString();
                    }
                    
                });
                calthread.Start();
            }
            else
            {
                lbl_Result.Text = "유효한 숫자를 입력해주세요";
            }
        }

        public int Calculate(int cnt)
        {
            int result = 0;

            for (int i = 0; i < cnt; i++)
            {
                result += 1;
            }
            return result;
        }

        private void btn_Clear_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            lbl_Result.Text = "0";
            tbx_Count.Text = "0";
        }

    }
}

 

 

if (this.InvokeRequired)
    {
        this.Invoke((MethodInvoker)(() =>
        {
            lbl_Result.Text = result.ToString();
        }));
    }
    
else
{
    lbl_Result.Text = result.ToString();
}

 

• Control에 접근하고자 하는 Thread에서 InvokeRequired member 값을 가져옴
  • True Return 시 Invoke method 호출이 필요한 상태
  • False Return 시 Control에 직접 접근해도 문제가 없는 상태
• Invoke가 필요할 경우 새 delegate method를 생성하여 해당 Control을 제어

 

• 다른 Thread로부터 호출되어 Invoke가 필요한 상태를 확인해서 true / false Return
• Invoke가 필요할 경우 invoke method에 의해 호출될 Delegate로 넘겨서 실행시키면 안정성있게 UI 갱신

 

- Delegate

• Method를 매개 인자로 사용할 수 있는 기능
  • Method 자체를 인자로 넘겨주는 '형식'
• 한번에 여러 Method 호출 가능

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

참고 자료 : 

https://bufferover.tistory.com/3

C# Invoke를 사용해 크로스 스레드 문제를 해결하는 방법

 

https://cartiertk.tistory.com/67

Invoke 함수란 무엇인가?

 

https://carmack-kim.tistory.com/24

[Invoke & BeginInvoke] 1. 다른 Thread 에서 UI 접근하기 (1)

 

https://velog.io/@ash028/C-%EB%8D%B8%EB%A6%AC%EA%B2%8C%EC%9D%B4%ED%8A%B8-delegate

[C#] Delegate (델리게이트)

 

https://www.csharpstudy.com/CSharp/CSharp-delegate.aspx

C# delegate 1 - C# 프로그래밍 배우기 (Learn C# Programming)

 

https://woojoolog.tistory.com/13

C# delegate 개념과 사용 이유