c#：深入理解SynchronizationContext

环境：

• window10
• vs2019
• .net core 3.1
• dnSpy v6.1.4 (.NET Core)
• ILSpy版本6.1.0.5902

参考：《C# SynchronizationContext线程上下文简单说明》

顺便说下： 单独看SynchronizationContext意义不大，因为它是一个基类，在真正使用它的时候一般都要继承并覆盖其方法的（如：winform）。

问题是这样的：在winform中窗体的控件都是由UI线程创建的，当我们点击按钮后如果有耗时操作的话，我们肯定需要单独启动线程去运算，运算完了之后又要访问窗体控件将结果显示出来，但因为窗体控件是由UI线程创建的，所以，winform仅允许我们在UI线程中去操纵窗体控件。

所以就有了下面的常见代码：

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    button1.Text = "运算中...";
    button1.Enabled = false;
    Task.Run(() =>
    {
        //耗时操作
        Thread.Sleep(3000);
        //运算完成
        button1.BeginInvoke((MethodInvoker)delegate
        {
            button1.Text = "点击运算";
            button1.Enabled = true;
        });
    });
}

现在尝试换一种写法，使用SynchronizationContext可以达到相同的效果：

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    button1.Text = "运算中...";
    button1.Enabled = false;
    var ctx = SynchronizationContext.Current;
    Task.Run(() =>
    {
        //耗时操作
        Thread.Sleep(3000);
        //运算完成
        ctx.Send(state =>
        {
            button1.Text = "点击运算";
            button1.Enabled = true;
        }, null);
    });
}

从上面看，SynchronizationContext好像是将代码变得简洁了一些。当时微软推出SynchronizationContext的时候是想做一个多线程协同工作的标准（参考：《并行计算 SynchronizationContext 综述》）。

• 首先，这是一个基类，它只提供了基本的实现，如果要使用它大多都需要继承并覆盖其中的方法；
• 其次，它提供了一个在多个线程间同步工作的标准（比如：线程A需要线程B协助做一些事情等等）。

为了更好的理解SynchronizationContext，我们在控制台实现一个多线程同步模型，目的是让两个线程在执行的时候相互协作。整个过程模拟的是Winform事件处理代码，即上面的示例。

• 第一步，因为SynchronizationContext本身只做了简单的定义，不满足我们的需要，所以定义一个MySynchronizationContext（上面示例代码中的SynchronizationContext.Current也不是SynchronizationContext类型，而是WindowsFormsSynchronizationContext）：

• public class MySynchronizationContext : SynchronizationContext
  {
      private readonly MyControl ctrl;
  
      public MySynchronizationContext(MyControl ctrl)
      {
          this.ctrl = ctrl;
      }
      //让主线程(UI线程)同步执行d方法
      public override void Send(SendOrPostCallback d, object state)
      {
          ctrl.Invoke(state => d(state), state);
      }
  	//让主线程(UI线程)异步执行d方法
      public override void Post(SendOrPostCallback d, object state)
      {
          ctrl.BeginInvoke(state => d(state), state);
      }
  }
  

• 第二步，为了模拟窗体控件，我们自定义一个MyControl类，它在主线程（UI线程）中被创建，对它的修改也要在主线程中进行，代码如下：

  public class MyControl
  {
      //记录创建这个控件的线程(UI线程)
      private Thread _createThread = null;
      public MyControl()
      {
          //第一个控件创建时初始化一个SynchronizationContext实例，并将它和当前线程绑定一起
          if (SynchronizationContext.Current == null) SynchronizationContext.SetSynchronizationContext(new MySynchronizationContext(this));
          _createThread = Thread.CurrentThread;
          //初始化一个字典队列，key: 线程Id，value：参数队列
          ExeArg.QueueDics.TryAdd(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, new BlockingCollection());
      }
      //同步调用
      public void Invoke(Action